龙8头号玩家2017年3月,三星和台积电分别就其半导体制程工艺的现状和未来发展情况,发布了几份非常重要的公告。
三星表示,该公司有超过7万个晶圆加工过程都采用了第一代10nm FinFET工艺,未来这一数量还会继续增加,同时,三星还公布了未来的即将采用的工艺路线图。
另一方面,台积电表示采用其第一代10nm工艺的芯片将会很快实现量产。同时,在未来几年,台积电将会陆续推出几项全新的工艺,这其中就包括将在2019年推出的首款7nm EUV(Extreme Ultraviolet Lithography,极紫外光刻)工艺。
其实早在2016年11月,三星已经开始将10nm LPE制造技术应用到其生产的SoC中龙8头号玩家龙8头号玩家。这一制造技术与三星之前使用的14nm LPP工艺相比,将能够缩小30%的晶圆面积,同时能够降低40%的功耗或者是提高27%的性能(以同样的能耗)。到目前为止,三星已经用该技术加工量超过七万片晶圆,从这一过程中规可以大概估算出三星的技术(考虑到10nm的工艺生产周期为90天左右)。
除了以上产品之外,三星计划在2017年底量产采用第二代10nm工艺的芯片,也就是三星所说的10nm LPP工艺。未来,三星将会在2018年底推出采用第三代10nm工艺的芯片(10nm LPU)。去年,三星曾表示,10nm LPP工艺比现有的10nm LPE工艺提高了10%左右的性能,而10nm LPU工艺具体细节目前还一无所知。
但是我们可以肯定的是,10nm LPU工艺必然在性能,功耗和芯片面积上有所提升,但是具体在哪一方面会有巨大突破,目前还不甚明朗。随着这一工艺的出现,三星也将会和英特尔在14nm上推出三代不同的改进工艺一样,在10nm上推出三种不同的改进工艺。
至于台积电,其10nm工艺(CLN10FF)已经有12英寸和15英寸两个工厂能够达到合格要求,其大规模量产大概时间为2017年下半年。预计未来这两个工厂每季度能够生产上万片芯片。台积电希望能够不断增加产能,计划在今年出货40万片晶圆。
考虑到FinFET技术冗长的生产周期,台积电想要提高10nm工艺的产能来满足其主要客户的芯片需求,还需要很长的产能爬坡时间。那么苹果如果想要使用采用这一工艺的芯片,为其今年九月或者是十月推出新手iPhone进行大量备货,在前期还是非常困难的。
CLN10FF技术与CLN16FF+技术相比到底存在多少优势,这个问题在台积电内部已经进行过多次讨论,该工艺明显是针对移动设备使用的SOC,而不是为普通芯片厂商准备的。在相同的功率和复杂性上,该工艺能够提高50%的芯片密度。如果采用同一频率和复杂性,同时降低40%的功耗,同样能够带来20%的性能提升。
与三星不同的是,台积电并不打算在10nm工艺上推出多个改进型工艺。台积电预计在明年直接推出7nm工艺。7nm对于半导体制造工艺来说是非常重要的里程碑,吸引了很多设计者为之努力。
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