晶圆代工三巨头的7nm战略分析


半导体研究机构ICinsights 于2017 年3 月3 日公告中指出,2017 年有11 家半导体厂资本支出预算超过10 亿美元,占全球半导体产业总合的78%。而2013 年,全球仅有8 家半导体厂资本支出预算超过10 亿美元水平。前十大厂有两家今年资本支出成长在两成以上,分别是英特尔的25% 与格芯的33%。

英特尔的做法

为了进一步发展生产制程,英特尔将在2017 年建立一座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。不过,虽然英特尔并未提及会在何时开始这种制程芯片的量产,外界认为至少在未来2 到3 年内不会实现。

英特尔表示,7 纳米制程将为芯片带来更大的设计变化,使其体积变得更小,也更为节能。英特尔计划使用奇特的III-V 材料(比如氮化镓)来进行芯片生产,在提高性能速度的同时也达到更长续航能力。同时,他们将会在生产中引入极紫外线(EUV)工具,来协助进行更精细的功能蚀刻过程。

按照英特尔原来的「制程、架构、优化」等三步骤规划,7 纳米制程的处理器原本最快应在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。

格罗方德的做法

格罗方德去年因产能闲置,资本支出大减62%。格罗方德已决定跳过10 纳米,直接挑战7 纳米制程,预料今年多数资本支出将用于采购新设备与技术研发。

此外,格罗方德在发展7 纳米的同时把注意力放到实际应用上:22 纳米FD-SOI(全耗尽型绝缘层覆矽)制程生产线,产品将能广泛运用于行动装置、物联网、汽车电子等领域。

在物联网浪潮下,FD-SOI 技术也日渐受到重视。与FinFET 相比,FD-SOI 基板虽然较贵,但在掩模数量与制程比FinFET 要少一些,降低部分光罩成本也缩减了制造时间,在技术上比FinFET 更适合类比/混合讯号以及RF ,FD-SOI 还具备了低功耗的优势,因此,不少人认为FD-SOI 将是物联网较佳选择,或能与FinFET 互补。

该企业2015 年推出22 纳米FD-SOI 平台后,去年9 月进一步发表新12 纳米FD-SOI 技术。新一代12 纳米FD-SOI 产品,估计2018 年底将于德国Dresden Fab 1 投产,2019 年将22 纳米FD-SOI 生产重心转移至成都新厂。

台积电和三星的做法

在2017 年ISSCC(International Solid-State Circuits Conference,国际固态电路研讨会)上,台积电5 篇论文获选(美国台积电1 篇),2 篇论文为类比电路领域,记忆体电路设计则有3 篇。

业界认为,台积电将领先业界在大会上发表7 纳米FinFET 技术。揭示迄今最小位元数SRAM 在7 纳米FinFET 的应用,验证0.027μm2 256 Mbit SRAM 测试芯片在7 纳米制程下,能大幅提升手机、平板电脑中央处理芯片运算速度,同时满足低功率需求。

台积电、三星通常以SRAM、DRAM 来练兵,先从记忆体下手,当良品率提升到一定程度再导入逻辑产品。台积电先前预估10 纳米年底量产、7 纳米最快2018 年第一季生产。

三星在10 月初抢先台积电宣布10 纳米量产,市场近期传出台积电7 纳米最快在明年2017 就可试产,4 月接单。三星在7 纳米就引进极紫外光微影设备,并预计2017 年年底7 纳米量产


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