隨著格羅方德無(wú)限期退出7nm及以下工藝研發(fā),，全球有能力研發(fā)先進(jìn)工藝的只剩下臺(tái)積電,、英特爾和三星。過(guò)去幾十年里,，英特爾依循摩爾定律,，在制程工藝技術(shù)上一路領(lǐng)先，但是10nm工藝遲遲難產(chǎn),，近期宣告將延期到明年底,。反觀競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手三星和臺(tái)積電，在14/16nm節(jié)點(diǎn)之后好像開掛一樣,，10nm工藝都已經(jīng)量產(chǎn)商用,，其中臺(tái)積電更是拿下了華為麒麟970、蘋果A11,，三星則搞定了高通驍龍845,。最近也相繼曝光7nm工藝研制成功。這是否意味著半導(dǎo)體代工市場(chǎng)新格局已定,？英特爾真的沒(méi)機(jī)會(huì)逆襲了嗎,？
在回答這個(gè)問(wèn)題之前，讓我們來(lái)深究一下三大代工廠的最新進(jìn)展,。
臺(tái)積電：率先量產(chǎn) 一路領(lǐng)先
臺(tái)積電方面日前表示7nm制程的芯片已開始量產(chǎn),，同時(shí)5nm制程將會(huì)在2019年年底或2020年年初投入量產(chǎn),。目前蘋果的A12及華為海思麒麟980處理器,，都是由臺(tái)積電的7納米制程所生產(chǎn)。除了移動(dòng)處理器之外,，AMD的7納米制程CPU及GPU,，聯(lián)發(fā)科的5G基帶芯片和高通英偉達(dá)的產(chǎn)品也都將使用臺(tái)積電的7納米高效能制程，預(yù)計(jì)在今年年底之前,，用上臺(tái)積電7nm工藝制程的芯片將會(huì)超過(guò)50款,。據(jù)臺(tái)積電公布的數(shù)據(jù)，今年9月份營(yíng)收949.22億新臺(tái)幣,，環(huán)比增長(zhǎng)4.2%,，同比增長(zhǎng)了7.2%，是近年來(lái)單月第二高水平,?？梢哉f(shuō)在7nm制程上，臺(tái)積電比三星、英特爾都要搶先一步,。
不僅如此,，臺(tái)積電還規(guī)劃了5nm以及3nm工藝，其中5nm工藝投資計(jì)劃超過(guò)250億美元,，預(yù)計(jì)2019年試產(chǎn),，2020年量產(chǎn)，而3nm工藝計(jì)劃投資約為200億美元,，2020年開始建廠,，2021年完成設(shè)備安裝，預(yù)計(jì)2022年底到2023年初量產(chǎn),。
三星：激進(jìn)派的代表
作為芯片代工行業(yè)的后來(lái)者,，三星是“全球IBM制造技術(shù)聯(lián)盟”中激進(jìn)派的代表，早早就宣布了7nm時(shí)代將采用EUV,。今年4月,，三星剛剛宣布已經(jīng)完成了7nm新工藝的研發(fā)，并成功試產(chǎn)了7nm EUV晶元,，比原進(jìn)度提早了半年,。在2018年年會(huì)上，三星官方宣稱高通驍龍5G SoC采用的正是三星7nm LPP工藝,，同時(shí)表示,，基于EUV技術(shù)的7nm制程工藝會(huì)在接下來(lái)幾個(gè)季度內(nèi)大規(guī)模量產(chǎn)（初期EUV僅用于選擇層）。
除了一步到位的7nm EUV外,，三星還規(guī)劃了一種8nm制程,。這個(gè)制程實(shí)際上是使用DUV光刻+多重曝光生產(chǎn)的7nm制程，繼承所有10nm工藝上的技術(shù)和特性,。由于DUV光刻的分辨率較差,，因而芯片的電氣性能不如使用7nm EUV，所以三星為其商業(yè)命名為8nm,。從這一點(diǎn)來(lái)看,，8nm相比現(xiàn)有的10nm，很可能在晶體管密度,、性能,、功耗等方面做出了終極的優(yōu)化，基本上可看做深紫外光刻下的技術(shù)極限了,。
三星將FinFET技術(shù)的極限發(fā)揮到5nm LPE和4nm LPP,，計(jì)劃2019年風(fēng)險(xiǎn)試產(chǎn)。不過(guò)到了3nm時(shí)代,，芯片越做越小,，電流信道寬度不斷變窄,，難以控制電流方向，三星提出了GAAFET方案,，定于2020年早些時(shí)候試產(chǎn),。
英特爾：追求真正的7nm
在英特爾看來(lái)，在一個(gè)固定的芯片面積上,，能夠塞進(jìn)更多的晶體管,，則意味著擁有更多的特性和功能，而不是一味的追求新一代工藝制程,。在英特爾看來(lái),，競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手臺(tái)積電、三星只是鉆了工藝命名的空子,。
在一次活動(dòng)上,，英特爾曾史無(wú)前例地從鰭片間距、柵極間距,、最小金屬間距,、邏輯單元高度、邏輯晶體管密度等技術(shù)指標(biāo)出發(fā),，直接給出數(shù)據(jù)列表進(jìn)行對(duì)比,，以此表明英特爾的14nm生產(chǎn)工藝與三星目前的10nm生產(chǎn)工藝相當(dāng)，而英特爾的10納米則要領(lǐng)先臺(tái)積電,、三星等其他10nm整整一代--也就是3年時(shí)間,。。
據(jù)《天下》10 月初在美國(guó)采訪一位不愿具名的英特爾董事會(huì)成員表示,，根據(jù)原始的摩爾定律,，每個(gè)新技術(shù)世代的電路密度應(yīng)該是前一代的兩倍，但臺(tái)積電卻「投機(jī)取巧」,。 根據(jù)官方數(shù)據(jù),，臺(tái)積電 7 奈米的邏輯電路密度只達(dá)到前一代 10 奈米制程的 1.6 倍。而英特爾希望滿足最嚴(yán)苛的摩爾定律,，大幅縮小晶體管體積的同時(shí),，還在制程導(dǎo)入全新材料,，希望一步到位,，實(shí)現(xiàn)真正的7nm。
英特爾曾在 2017 年的美國(guó) IEDM 研討會(huì)上宣布將部分導(dǎo)線層材料從原先的銅換成鈷,，周邊的低介電材質(zhì)也將更換,，可以大幅提升性能及耐用度。結(jié)果,，英特爾「雙管齊下」策略的量產(chǎn)難度比預(yù)期高上許多,，導(dǎo)致預(yù)定時(shí)程一再跳票,，反而落后臺(tái)積電。
一位外資分析師也證實(shí)此事,。 他表示,，英特爾一開始訂的微縮倍率甚至略高于兩倍，但因?yàn)閷以嚥怀?，最近已?jīng)將標(biāo)準(zhǔn)放寬,，因此傳出可能提早在明年中量產(chǎn)。 但產(chǎn)品的性能可能僅與臺(tái)積電 7nm接近,。
然而,，一旦英特爾度過(guò)難關(guān)，因?yàn)橐呀?jīng)過(guò)導(dǎo)入新材料的學(xué)習(xí)曲期,，下一代產(chǎn)品仍有可能反敗為勝,，這位英特爾董事透露英特爾7nm會(huì)比臺(tái)積電5nm強(qiáng)很多。