28nm
因為性(xing)價(jia)比(bi)進步(bu)一直以來(lai)都被(bei)視為摩爾(er)定律(lv)的(de)中心意義,所以20nm以下制程的(de)本錢上升問題一度被(bei)認為是摩爾(er)定律(lv)開端失效的(de)標(biao)志,而28nm作為最具性(xing)價(jia)比(bi)的(de)制程工藝,具有很(hen)長的(de)生命(ming)周期。
在規(gui)劃(hua)本(ben)錢不斷上升的情(qing)況下,只要少數客戶(hu)能(neng)負擔得起轉(zhuan)向(xiang)高檔(dang)節點的費用。據Gartner統計(ji),16nm /14nm芯片的均勻IC規(gui)劃(hua)本(ben)錢約(yue)為(wei)8000萬(wan)美(mei)元(yuan)(yuan)(yuan),而28nm體硅制(zhi)程器(qi)材(cai)(cai)約(yue)為(wei)3000萬(wan)美(mei)元(yuan)(yuan)(yuan),規(gui)劃(hua)7nm芯片則需求2.71億(yi)美(mei)元(yuan)(yuan)(yuan)。IBS的數據顯示:28nm體硅器(qi)材(cai)(cai)的規(gui)劃(hua)本(ben)錢大致在5130萬(wan)美(mei)元(yuan)(yuan)(yuan)左右,而7nm芯片需求2.98億(yi)美(mei)元(yuan)(yuan)(yuan)。關于大都(dou)客戶(hu)而言,轉(zhuan)向(xiang)16nm/14nm的FinFET制(zhi)程太昂貴了。
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就(jiu)單(dan)位芯片本錢(qian)而言,28nm優勢(shi)顯著(zhu),將堅持較長生命周期(qi)。一方面,相較于40nm及更早期(qi)制程(cheng),28nm工藝(yi)在頻率(lv)調節、功耗操控、散熱管理(li)和尺(chi)度(du)緊縮方面具有顯著(zhu)優勢(shi)。另一方面,因為(wei)16nm/14nm及更先進制程(cheng)采用FinFET技能,維持高參數良率(lv)以及低缺點密度(du)難度(du)加大,每個邏輯閘的本錢(qian)都(dou)要高于28nm制程(cheng)的。
28nm處(chu)于(yu)32nm和22nm之間,業(ye)界在(zai)(zai)更早的(de)45nm階段引入了high-k值絕緣層(ceng)/金屬柵極(HKMG)工藝,在(zai)(zai)32nm處(chu)引入了第二(er)代 high-k 絕緣層(ceng)/金屬柵工藝,這(zhe)些為(wei)28nm的(de)逐漸成(cheng)熟打下了根底。而在(zai)(zai)之后(hou)的(de)先進工藝方面,從22nm開端采用FinFET(鰭式場效應晶(jing)體管)等。可見,28nm正好處(chu)于(yu)制程過渡的(de)關(guan)鍵(jian)點上,這(zhe)也是其性價(jia)比高的(de)一(yi)個重要原因。
現(xian)在(zai),行業內(nei)的28nm制程首要(yao)在(zai)臺積電,GF(格芯),聯電,三星和中芯世界這5家之(zhi)間競賽,別(bie)的,2018年底宣告量產聯發(fa)科28nm芯片的華虹旗下的華力微電子(zi)也開端參加競賽隊伍。
雖(sui)然(ran)高(gao)端市場會被 7nm、10nm以及14nm/16nm工藝占據,但40nm、28nm等并不會退出。如(ru)28nm~16nm工藝現在(zai)仍然(ran)是臺(tai)積電營收的重要組(zu)成部(bu)分,特別是在(zai)中國大陸(lu)建設的代工廠,便是以16nm為主。中芯世界則在(zai)持續進步28nm良率。
14/16nm
14nm制(zhi)程(cheng)首(shou)要(yao)用于中(zhong)高(gao)端AP/SoC、GPU、礦機ASIC、FPGA、汽車半導體等制(zhi)造(zao)。關于各廠(chang)商而(er)言,該制(zhi)程(cheng)也(ye)是收入的(de)(de)首(shou)要(yao)來歷,特別(bie)是英特爾(er),14nm是其(qi)現在的(de)(de)首(shou)要(yao)制(zhi)程(cheng)工藝,以(yi)該公司的(de)(de)體量而(er)言,其(qi)帶來的(de)(de)收入可想(xiang)而(er)知。而(er)關于中(zhong)國(guo)大(da)陸本(ben)土的(de)(de)晶圓代工廠(chang)來說,特別(bie)是中(zhong)芯世(shi)界和(he)華虹,正(zheng)在開發14nm制(zhi)程(cheng)技能(neng),距離量產時刻(ke)也(ye)不遠(yuan)了。
現在來(lai)看,具有(you)或行將具有(you)14nm制(zhi)程產能(neng)的廠商首要有(you)7家(jia),分(fen)別是:英(ying)特爾(er)、臺(tai)積電、三星、格(ge)芯(xin)、聯電、中芯(xin)世(shi)界和華虹。
同(tong)為(wei)14nm制(zhi)程(cheng),因為(wei)英特爾嚴格追求摩爾定律,因此其(qi)制(zhi)程(cheng)的(de)(de)水平(ping)和(he)謹慎(shen)度是最高的(de)(de),就(jiu)現在已發(fa)布(bu)的(de)(de)技能來看,英特爾持續(xu)更(geng)新的(de)(de)14nm制(zhi)程(cheng)與臺(tai)積電的(de)(de)10nm大致同(tong)級。
本年5月,英特爾(er)稱將于第3季度添加14nm制程(cheng)產能,以(yi)解決CPU市場(chang)的(de)缺貨問(wen)題。
但是,英特爾公司自己的(de)14nm產能現已滿載,因此,該公司投入(ru)15億美(mei)元,用于擴大14nm產能,預計(ji)可在本年第3季(ji)度添加產出。其14nm制程芯片首要(yao)在美(mei)國亞利桑(sang)那州及俄(e)勒岡的(de)D1X晶圓(yuan)廠出產,海外14nm晶圓(yuan)廠是位(wei)于愛(ai)爾蘭的(de)Fab 24,現在還(huan)在升(sheng)級(ji)14nm工藝(yi)。
三星方面,該(gai)公司(si)于2015年宣告正式量產(chan)14nm FinFET制程,先后為蘋(pin)果和高通代(dai)工(gong)過高端(duan)手機處理器。現在來看,其14nm產(chan)能市(shi)場占有(you)率僅次于英特爾和臺積電。
臺積電于2015下半年量產16nm FinFET制(zhi)程。與三星和英特(te)爾相(xiang)比,雖然它們的節點命名(ming)有(you)所不同,三星和英特(te)爾是14nm,臺積電是16nm,但在實踐制(zhi)程工(gong)藝水(shui)平上處于同一代代。
2018年8月,格芯宣告拋棄7nm LP制程(cheng)研制,將更多資源投入到12nm和14nm制程(cheng)。
格芯(xin)擬定了兩條工(gong)藝路(lu)線(xian)圖:一是FinFET,這方面,該公(gong)司(si)有14LPP和(he)新的12LPP(14LPP到7LP的過渡版(ban)別);二是FD-SOI,格芯(xin)現在在產的是22FDX,當客(ke)戶需求時,還會發(fa)布(bu)12FDX。
聯(lian)電(dian)方面(mian),其14nm制程占比(bi)只要3%左右,并不是其主力產線。這與該公(gong)司(si)的(de)開(kai)展(zhan)戰(zhan)略直接相(xiang)關,聯(lian)電(dian)重點(dian)開(kai)展(zhan)特(te)別工(gong)藝,無論(lun)是8吋(cun)廠,仍是12吋(cun)廠,該公(gong)司(si)會聚焦在各種新的(de)特(te)別工(gong)藝開(kai)展(zhan)上。
中芯(xin)(xin)世(shi)界(jie)方(fang)面,其(qi)14nm FinFET已(yi)進入(ru)客(ke)戶實驗(yan)階段(duan),2019年第二季在上海工(gong)廠投入(ru)新(xin)設備,規(gui)劃(hua)下半年進入(ru)量產階段(duan),未來,其(qi)首(shou)個14nm制(zhi)程客(ke)戶很可能是手機(ji)芯(xin)(xin)片廠商。據悉(xi),2019年,中芯(xin)(xin)世(shi)界(jie)的本錢支出由(you)2018年的18億(yi)美元(yuan)進步到了(le)22億(yi)美元(yuan)。
華(hua)力微(wei)電子(zi)方面,在年(nian)頭(tou)的SEMICON China 2019先進制(zhi)造(zao)論壇上,該公司研制(zhi)副(fu)總裁邵華(hua)發(fa)表演講(jiang)時表示(shi),華(hua)力微(wei)電子(zi)本年(nian)年(nian)底將量產28nm HKC+工(gong)藝,2020年(nian)底將量產14nm FinFET工(gong)藝。
12nm
從現在的晶(jing)圓代工市場來看,具(ju)備12nm制程(cheng)(cheng)技能(neng)能(neng)力的廠商很(hen)少,首要有臺積電、格(ge)芯、三星(xing)和(he)聯電。聯電于2018年宣告中(zhong)止12nm及更先進制程(cheng)(cheng)工藝的研制。因此,現在來看,全球晶(jing)圓代工市場,12nm的首要玩家便是臺積電、格(ge)芯和(he)三星(xing)這三家。
臺積(ji)電的(de)16nm制(zhi)(zhi)程(cheng)閱歷了16nm FinFET、16FF+和16FFC三代,之后進入了第四代16nm制(zhi)(zhi)程(cheng)技能(neng),此(ci)刻,臺積(ji)電改(gai)動戰略,推出了改(gai)版制(zhi)(zhi)程(cheng),也(ye)便是(shi)12nm技能(neng),用以招(zhao)引(yin)更多(duo)客(ke)戶訂單,然后進步12吋晶圓廠的(de)產能(neng)利用率。因(yin)此(ci),臺積(ji)電的(de)12nm制(zhi)(zhi)程(cheng)便是(shi)其第四代16nm技能(neng)。
格(ge)(ge)芯(xin)于2018年宣(xuan)告退出10nm及更先進(jin)(jin)制(zhi)程(cheng)的(de)研制(zhi),這(zhe)樣,該公(gong)司的(de)最早(zao)進(jin)(jin)制(zhi)程(cheng)便是(shi)12nm了(le)。該公(gong)司是(shi)分兩條腿走(zou)路的(de),即FinFET和FD-SOI,這(zhe)也(ye)充沛體現在了(le)12nm制(zhi)程(cheng)上,在FinFET方面,該公(gong)司有12LP技能,而在FD-SOI方面,有12FDX。12LP首要(yao)針對人工(gong)智(zhi)能、虛擬現實、智(zhi)能手機、網絡根底設施等應用,利用了(le)格(ge)(ge)芯(xin)在紐(niu)約薩拉托加縣Fab 8的(de)專業技能,該工(gong)廠自2016年頭(tou)以來,一(yi)直在大規模量產格(ge)(ge)芯(xin)的(de)14nm FinFET產品。
因為(wei)許多連接設備既需求(qiu)高度集成(cheng),又要(yao)求(qiu)具有更(geng)靈活的(de)功能和(he)功耗(hao),而這是FinFET難以完(wan)結(jie)的(de),12FDX則(ze)供給了一種(zhong)替代途徑,可以完(wan)結(jie)比FinFET產品功耗(hao)更(geng)低、本(ben)錢更(geng)低、射頻集成(cheng)更(geng)優。
三(san)(san)星(xing)(xing)方面,其晶圓代工(gong)(gong)路(lu)線(xian)圖中原(yuan)本是(shi)沒有(you)(you)12nm工(gong)(gong)藝的(de)(de),只(zhi)要11nm LPP。不過,三(san)(san)星(xing)(xing)的(de)(de)11 LPP和格芯(xin)的(de)(de)12nm LP其實(shi)是(shi)“師出同門”,都(dou)是(shi)對三(san)(san)星(xing)(xing)14nm改(gai)良的(de)(de)產物,晶體管(guan)密度改(gai)變不大,效能則有(you)(you)所添加。因此,格芯(xin)的(de)(de)12nm LP與三(san)(san)星(xing)(xing)的(de)(de)12nm制程有(you)(you)非常多的(de)(de)共同之(zhi)處,這可能也是(shi)AMD找(zhao)三(san)(san)星(xing)(xing)代工(gong)(gong)12nm產品的(de)(de)原(yuan)因之(zhi)一。
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