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三星投资超千亿美元的逻辑芯片魅力何在?

2019-04-26 09:43
来源: 亿欧网

几大晶圆厂谁能获得优势?

随着主流CMOS工艺在理论,实践和经济方面的限制,降低IC成本(基于每个功能或每个性能)比以往任何时候都更具挑战性和挑战性。

下图列出了公司目前使用的几种领先的高级逻辑技术。

三星投资超千亿美元的逻辑芯片魅力何在?

英特尔其2018年末推出的第九代处理器的代号为“Coffee Lake-S”,有时也称为“Coffee Lake Refresh”。英特尔称这些处理器是新一代产品,但它们似乎更多增强了第八代产品。细节很少,但这些处理器似乎是在14nm++工艺的增强版本上制造的,或者可能被认为是14nm+++工艺。

使用其10nm工艺的大规模生产将在2019年推出,它将于2018年12月推出新的“Sunny Cove”系列处理器。看起来Sunny Cove架构基本上取代了应该是10nm的Cannon Lake架构。预计到2020年发布,当然10nm+衍生工艺将进入批量生产阶段。

台积电的10nm finFET工艺于2016年底投入批量生产,但已从10纳米迅速发展至7纳米。台积电相信7nm产品将成为28nm和16nm等长寿命节点。

台积电5纳米工艺正在开发中,预计将于2019年上半年进入风险生产阶段,到2020年将开始量产。该工艺将使用EUV,但它不会是台积电利用EUV技术的第一个流程。首先是该公司7nm技术的改进版本。N7+工艺仅在关键层(四层)上使用EUV,而N5工艺将广泛使用EUV(最多14层)。N7+计划于2019年第二季度投入量产。

三星在2018年初,三星开始批量生产第二代10nm工艺,称为10LPP(低功率+)。在2018年晚些时候,三星推出了第三代10nm工艺,称为10LPU(低功耗终极),提供了另一项性能提升。三星采用10nm的三重图案光刻技术,与台积电不同,三星认为其10纳米工艺系列(包括8纳米衍生产品)的生命周期很长。

三星的7nm技术于2018年10月投入风险生产。该公司不再提供采用浸没式光刻技术的7nm工艺,而是决定直接采用基于EUV的7nm工艺。

GlobalFoundries-GF将其22nm FD-SOI工艺视为其市场,并与其14nm finFET技术相辅相成。该公司称22FDX平台的性能与finFET非常接近,但制造成本与28nm技术相同。

2018年8月,GlobalFoundries宣布将停止7nm开发,因为该技术节点的生产成本增加,并且因为有太少的代工客户计划使用下一代工艺,因此对战略进行了重大转变。因此,该公司转向其研发工作,以进一步增强其14nm和12nm FinFET工艺及其完全耗尽的SOI技术。

总结来看,正如前面所提及的,目前逻辑芯片制造领域,台积电是老大,三星虽然排名第二,但是与台积电还是有一定的差距。不过,随着三星不断在代工业务上加大投入,目前与台积电的差距正在逐渐缩小。此次,三星的1158亿美元投资计划,将有望帮助三星进一步缩小与台积电的差距,甚至是反超。

中国逻辑芯片的进展如何?

首先在逻辑芯片方面,国内有一大批的基于Arm架构的CPU厂商,并且在移动领域及物联网市场上取得非常出色的成绩,比如华为海思的麒麟处理器。在基于MIPS架构CPU领域,国内也有龙芯、北京君正等,而在基于x86架构的CPU厂商方面,国内也有天津飞腾等。此外,近两年来,众多的国产芯片厂商还涌入了新兴的RISC-V的CPU架构领域,以期打破对于Arm的过度依赖。在GPU领域,目前国内也有已被中国资本收购的Imgination,其曾是苹果的GPU供应商。

在可编程逻辑芯片方面,2017年广东高云半导体科技股份有限公司打破了美国独霸天下的格局,成功研发出系列可擦写、可编程逻辑芯片FPGA产品,并实现量产。中国因此成为世界第二个自主研发并产业化FPGA芯片的国家。该芯片被誉为“万能芯片”,广泛用于汽车电子、通讯、军工、航空航天、物联网、大数据等领域,是人工智能产品的核心技术之一。

而对于逻辑芯片来说,逻辑制程工艺极为关键,今年2月份,中芯国际传来喜讯,今年上半年将会大规模量产14nm工艺,良品率达到了95%,已经非常成熟了,政府对于中芯国际14nm及更先进工艺的支持力度也在不断加大,另外,曾经台积电、三星任职半导体研发的大神梁孟松也加盟到了中芯国际中去。

中芯国际还在去年向荷兰ASML订购了一台EUV极紫外光刻机,单价高达1.2亿美元,将会在今年年初交付,用于未来中芯国际打造7nm工艺。

ASML表示:由于逻辑芯片市场未来发展的趋势依旧稳健,内存芯片市场对于光刻系统的需求强劲,随着工艺的提高,都需要更好的设备来提高生产力。尤其随着内存层数的不断提高,层数越多就越需要EUV提高生产力,降低生产成本,因为更高的生产力就意味着更低的成本。

总的来说,近年来中国在逻辑芯片以及逻辑制程工艺方面发展很快,并且在一些细分领域还取得技术以及市场上的领先。相比之下在内存和存储等非逻辑芯片方面,中国目前仍处于落后地位。

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