公元前一世紀羅馬的前三巨頭龐培是軍神,克拉蘇是首富,而凱撒素有大志,從一個落魄貴族蟄伏多年苦心經營建立戰功贏得聲名,并最終成為最后的王者,那么對比現在的代工三巨頭呢?
不同行業的從業者對于2018年的感受或是冰火兩重天。而在7nm的江湖,有持續精進者,有孜孜以求者,亦有黯然退出者,亦同樣上演了一場悲欣交集的劇情,而2019年會有新的轉折嗎?
三巨頭的得意與失意?
在現在的代工三巨頭中,臺積電可謂是毫無懸念的領先者。其第一代7nm FinFET已經在2017年第二季度進入試產階段,在2018年4月開始量產全球最為先進的7nm技術。但需要指出的是,其并非使用EUV技術,仍采用傳統的DUV。但當時間轉到2018年10月,臺積電又實現了兩大突破,一是首次完成了7nm EUV工藝的流片工作,二是其5nm工藝將在2019年4月進行試產。
據悉,7nm EUV的應用,能繼續提升并挖掘7nm的潛力,預計能提升20%晶體管密度,并降低6%-12%的同頻功耗。而5nm的 EUV的試產,將使晶體管密度將提升80%,同功耗下頻率再度提升15%。臺積電CEO魏哲家曾表示,預計7nm晶圓的營收將在2019年占到總營收的20%。
與之交相映襯的是2018年約有50多款芯片由臺積電7nm代工,基于臺積電7nm打造的蘋果A12芯片、華為麒麟980等都已經商用,而相較之下,三星的光輝相對黯淡,其7nm的成品仍舊是個未知數。
雖然在今年4月,三星就宣布已完成了7nm新工藝的研發,并成功試產了7nm EUV晶圓,比原進度提早了半年。10月三星宣布7nm LPP量產,且導入了EUV光刻技術,但三星大規模投產時間仍為2019年秋季,至少在進度、聲勢、生態層面已盡落下風,對于三星全產業鏈打法而言,2019或仍流年不利。
而格羅方德(GF)在2018年8月底宣布退出7nm及以下節點工藝研發與投資的重磅消息讓業界震驚,這是繼臺聯電之后第二家放棄10nm以下工藝的半導體公司,也預示著7nm及以后的工藝中只剩下臺積電、三星及英特爾三家公司了,而其中英特爾的7nm進度還不得知。
雖然不涉足7nm及以下工藝讓人惋惜,不過GF強調先進工藝不是唯一,22nm FD-SOI工藝以及14/12nm FinFET依然大有市場。格芯未來將會聚焦在FinFET、FDX、RF和Analog Mixed Signal等四個方向的研發,并建立獨立于晶圓代工業務外的ASIC業務全資子公司。
相較之下,最委屈的可能還數英特爾(Intel)了。但其實,盡管Intel看似還在10nm較勁,但Intel首席工程官兼技術、系統架構和客戶端產品總裁Murthy Renduchintala曾透露,7nm是獨立的體系和團隊,在充分吸收10nm的教訓后,完全按照內部計劃演進,而且Intel的7nm基于EUV光刻技術。有預測說Intel或在2020年底實現7nm量產。
或許單純用代次來對比是不準確的。以業內常用晶體管密度來衡量制程水平,Intel的10nm工藝晶體管密度達到了100MTr/mm2,相當于7nm工藝,甚至比臺積電第一批7nm DUV都要更好。或許Intel肯定仍會持續深挖10nm制程,趕超7nm EUV亦不是不可能。
EUV的冷暖意?
在7NM節點上,最為倚重的設備或是EUV了。目前,業內已達成共識,必須使用EUV才能使半導體芯片進入7nm甚至5nm時代。
而EUV的研發也是兜兜轉轉,其始于20世紀90年代,最早希望在90nm制程節點投入應用,然而EUV***一直達不到正式生產的要求。無奈之下,只能通過沉浸式光刻、多重曝光等手段,將DUV一路推進到了10nm階段。但從進入7nm時代開始,EUV開始反轉,成為后摩爾定律的新推手。
而在EUV上,ASML風頭無倆。據統計,2017年全球半導體光刻設備廠中,ASML以80%以上的市占率穩居龍頭,其次是日本廠商尼康和佳能。而在高端EUV***臺方面,ASML幾乎100%壟斷供應,其也被稱為“突破摩爾定律的救星”。
據ASML宣稱,2018年下半年ASML已開始出貨最先進的浸潤式***NXT:2000i,符合最新最先進的7nm/5nm制程工藝需求。其負責人也透露,2019年要出貨30臺EUV設備,而且還將在2019年下半年推出效能較前一代EUV提升24%的全新機款,以逐步滿足市場需求。
雖然EUV看似要一飛沖天,但業界專家莫大康卻此還存疑慮,他分析說EUV今年恐還不會全面推行,只能用在幾個關鍵層上,主導仍是四次圖形光刻加EUV的混合模式,原因在于EUV是個新產業鏈,需要光刻膠、pellicle等的配套,所以仍需要時間。
而ASML產能能否適應今年的需求,以及2018年年底供應商廠房起火的事件對供貨帶來何種影響,還待觀察。
值得注意的是,ASML近年和中國市場互動頻繁,除了中芯國際外,其客戶還有華虹半導體、長江存儲、合肥長鑫、英特爾大連廠、SK海力士西安廠、福建晉華等。在2018年上半年,ASML在中國市場營收已達約20%。
去年5月中芯國際完成了12nm工藝突破,以價值1.2億美元訂購了EUV***,將在2019年交付,從這個時間段來看,國產芯片將有希望通過EUV技術實現更高層次的突破。
而為了搶占市場先機,芯片廠商紛紛熱情推出自己的7nm芯片或處理器。在這些積極的廠商中,蘋果、華為和高通已是臺積電7nm的主力客戶,AMD、NVIDIA、Xilinx(賽靈思)和其它AI芯片客戶則瓜分其余部分。
2018年的7nm 勝負已分,2019年的爭奪不僅將成為EUV的另一分水嶺,對于5G、GPU和AI等芯片廠商而言,更激烈的戰況仍將持續,而誰將在CES展會上引起新一輪轟動呢?
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原文標題:7nm的江湖會有新轉折嗎?|盤點2018 ?
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