摩爾定律問(wèn)世50年多來(lái)一直指導(dǎo)著半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展,但在10nm節(jié)點(diǎn)之后普遍認(rèn)為摩爾定律將會(huì)失效,,制程工藝升級(jí)越來(lái)越難,。今年臺(tái)積電、三星及Globalfoundries將把制程工藝推進(jìn)到7nm。下一個(gè)節(jié)點(diǎn)是5nm,臺(tái)積電在上周的半導(dǎo)體技術(shù)論壇上宣布將投資250億美元研發(fā)、生產(chǎn)5nm工藝,,預(yù)計(jì)2020年問(wèn)世。
臺(tái)積電今年的重點(diǎn)是7nm工藝,,之前已經(jīng)報(bào)道過(guò)多次了,,目前臺(tái)積電的7nm工藝已經(jīng)有50多個(gè)芯片已經(jīng)或者正在流片中,蘋(píng)果A12,、海思麒麟980及高通驍龍855芯片以及NVIDAI,、AMD新一代GPU芯片都會(huì)采用臺(tái)積電的7nm工藝。
與16nm FF工藝相比,,臺(tái)積電的7nm工藝(代號(hào)N7)將提升35%的性能,,降低65%的能耗,同時(shí)晶體管密度是之前的三倍,。2019年初則會(huì)推出EUV工藝的7nm+(代號(hào)N7+)工藝,,晶體管密度再提升20%,功耗降低10%,,不能性能沒(méi)有變化,。
7nm之外,臺(tái)積電也準(zhǔn)備5nm多時(shí)了,,根據(jù)他們?cè)诎雽?dǎo)體技術(shù)論壇所說(shuō),,臺(tái)積電將投資250億美元發(fā)展5nm工藝,預(yù)計(jì)2019年試產(chǎn),,2020年量產(chǎn),。
根據(jù)之前的資料,,與初代7nm工藝相比,,臺(tái)積電的5nm工藝大概能再降低20%的能耗,晶體管密度再高1.8倍,,至于性能,,預(yù)計(jì)能提升15%,不過(guò)使用新設(shè)備的話可能會(huì)提升25%,。從這里預(yù)估的數(shù)據(jù)來(lái)看,,制程工藝到了5nm之后,,性能或者能效提升都會(huì)放慢,而制造難度也越來(lái)越高,,投資高達(dá)數(shù)百億美元,,這也導(dǎo)致了未來(lái)的5nm芯片成本非常貴。
目前開(kāi)發(fā)10nm芯片的成本超過(guò)了1.7億美元,,7nm芯片則要3億美元左右,,5nm芯片研發(fā)預(yù)計(jì)成本超過(guò)5億美元,而開(kāi)發(fā)28nm工藝芯片只要數(shù)千萬(wàn)美元,,這一趨勢(shì)將導(dǎo)致未來(lái)的5nm芯片客戶越來(lái)越少,,未來(lái)只有蘋(píng)果等少數(shù)資本雄厚的公司才會(huì)堅(jiān)持升級(jí)制程工藝了。
5nm工藝之后還會(huì)有3nm工藝,,此前只有三星公布了3nm工藝的路線圖,,在這個(gè)節(jié)點(diǎn)上三星將改用GAA晶體管,F(xiàn)inFET晶體管在5nm之后將逐漸被放棄,,廠商們需要開(kāi)發(fā)新的晶體管架構(gòu),,GAA就是其中之一。