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IBM率先完成5nm晶圆 但制程微缩依然困难

天极网手机频道 2017. 06. 07 作者:惜 责编:王跃锐
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  【天极网DIY硬件频道】随着这几年智能手机的高速发展,半导体行业的竞争也日趋白热化。台积电、三星、格罗方德竞争激烈,制程工艺的开发与使用也相当激进;作为行业大佬的英特尔却走得非常稳健,在三星、台积电大力推进10nm工艺的时候,英特尔依然在固守14nm工艺。


晶圆

  半导体工艺在来到14nm之后,摩尔定律遇到了瓶颈,制程更新的速度变慢,虽然说台积电、三星的10nm工艺已经落地,但是英特尔则可能在2018年的Coffee Lake上使用(10nm工艺良率太低);格罗方德更是跳过10nm,直接进入7nm制程(三星的10nm工艺倾向于低功耗平台)。虽然台积电、三星信誓旦旦的说7nm将会在2018年量产,在遭遇年初良率问题之后,明年的代工客户可能会选择稳健的保守策略。


各家的工艺线路图

  现在的半导体制程工艺的明明都是由代工厂商自行拟定的,实际上的参考意义不大,现在英特尔的14nm+节点的晶体管密度是三星、台积电的1.23倍;虽然比不上台积电、三星的10nm工艺,但实际差距并不是太大。不过英特尔对于10nm工艺似乎信心不足,他们极有可能在下半年推出第三代的14nm++工艺,用于代替10那么工艺。


ASML光刻机

  光刻机问题上,英特尔同样没有消息放出,这可能意味着在5nm的节点上,英特尔依然不会采用EUV(极紫外光刻机);而产业链上传出台积电在今年年初已经向ASML下了数台EUV光刻机的订单;而三星明年将会推出8nm的工艺,但是依然采用传统的浸没式光刻技术,2019年的7nm 才会导入EUV光刻;格罗方德早起的7nm依然采用DUV(深紫外光刻)技术,2019年引入EUV光刻。


第一块5nm晶圆

  在近日,IBM推出了首款5nm 芯片。这种5nm芯片的晶体管密度是7nm的1.5倍。该5nm晶圆采用新型的晶体管——堆叠硅纳米板,将晶体管更紧密的封装到一起。从传输的角度来讲,晶体管越密集代表着晶体管的间距越小,传输速度也更快,更直观的说法就是频率可以拉得越高,同时功耗更低、性能更强。

  虽然说IBM的产品更多的是在实验室环境下完成的,离量产的道路依然很长,但是最起码证实了5nm工艺是可以制造的,但是最快也要到2020年实现。制造工艺问题上,IBM研究院半导体技术研究副总裁Mukesh Khare表示,在7nm节点上依然会采用FinFET(鳍式场效应管)工艺,不过芯片设计行业正在努力摆脱FinFET工艺,因为FinFET已经无法实现制造更小制程的工艺技术。

  虽然IBM已经成功开发5nm芯片,但是芯片行业依然面临着巨大的困难。现在芯片性能的发展并不能再局限于提升晶体管密度,更重要是针对性的架构和更加优秀的指令执行方式。每年英特尔都在优化处理器的执行架构,以求得到效率更高的处理器;而谷歌的TPU更是针对某个需求进行深度定制的架构,与传统的GPU相比更具有独特的执行方式、更高的效率。

作者:惜责任编辑:王跃锐)
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