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半导体

10纳米良率低下 释放摩尔定律终止信号?

近期半导体业界一则“10纳米成品率低,导致延迟芯片出货”的报道引起业界的格外重视。摩尔定律一路走来,起起伏伏,经历了多次的“难关”,连英特尔也承认摩尔定律已由每两年前进一个工艺台阶,延缓至三年。台积电、三星称已进入10纳米制程的量产,正在开展7纳米的试产准备。

宣传不一样?

台积电称全球半导体业在10纳米时如同22/20纳米时一样,会很快顺利通过,马上进入7纳米的量产,并大肆宣传5纳米、3纳米已开始研发,准备了几百名研发人员。

英特尔一般情况下不出声,情急之下会表示台积电、三星的16/14纳米,实际上等同于英特尔的20纳米水平。不过英特尔并不认同10纳米是过渡节点。

各方这样的宣传都是基于自己的利益需要,因为业界常说的14纳米制程,缺乏公认的定义。它在IC电路的设计中并非有相对应的尺寸,包括如栅长、金属互联层间距等,在DRAM产品中,尺寸缩小也已经不是按0.7x规则。

站在代工立场,它需要尽可能吸引fabless继续跟踪,下更多的订单,因此宣传下一代工艺制程节点能降低功耗,提高主频,或者缩小面积,节省费用,并表示工艺制程的进程尚未到达终点。

站在英特尔的立场,它是IDM,在先进工艺制程方面已经领先,因此通常情况下它没有必要多说“漂亮话”,只要自己清楚就可以。台积电、三星都称今年试生产7纳米,2018年进入量产,似乎领先于英特尔。而近期英特尔公布的动作仅是在2017年投资新建一座7纳米制程的实验工厂,该实验工厂将会测试7纳米芯片生产制程。

按照英特尔原来的“制程、架构、优化”等三步走规划,7纳米制程的处理器最快在2020年出样、2021年发货。事实上,根据业内推测,这些7纳米的处理器不太可能在6到7年内问世。所以双方估计的进程差距甚大,目前尚难预言谁能走在前面。

定律将止?

不成熟看法,在工艺制程方面英特尔暂时领先是没有异议的,因为它最早推出22纳米的finFET工艺,至今已是第二代,或者第三代。它每年的研发经费高达100亿美元,是台积电的近5倍。它生产的处理器及服务器芯片从技术难度方面可能高于手机处理器芯片。例如英特尔的高级Xeon服务器芯片每块价格高达9000美元,别人还无法供应,仅此一家。

但是台积电的上升动力大,赶超的信心足,资金也有,因此也不能说它完全没有可能超过英特尔,各方正在博弈之中。

目前10纳米成品率低可能正是摩尔定律走向终止的“信号”,它一定是有些工艺变异(Variants)无法克服。据不成熟的判断,目前成品率应该在60%%左右,不能令人满意,否则联发科、苹果及高通等不可能下订单给台积电。因此未来跨过10纳米制程,7纳米制程的时间可能会推迟更长。

推动fabless跨进下一代工艺制程节点,除了芯片的功耗下降及功能提高之外,必须在成本上有吸引力,否则就到了技术上可行、经济上成本让客户无法接受的时刻,实际上“定律”已经终止。

所以“定律”终止这句话,从市场角度,或者从技术制程角度看,可能各有各的说法。实际上业界评论定律在什么时刻终止并没有什么意义,相信全球半导体产业的发展不会停步,它将继续为人类的美好生活提供各类芯片。

责任编辑:赵晨


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