芯片規(guī)則被修改后，全球范圍內(nèi)能生產(chǎn)出7nm工藝以下芯片的廠家屈指可數(shù)

時間：2022-04-25 12:40:01

關鍵字： 7nm工藝芯片生產(chǎn)

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[導讀]在芯片規(guī)則被修改后，很多芯片企業(yè)的出貨都受到了限制，在這種情況下，芯片的生產(chǎn)就變得尤其重要;而在全球范圍內(nèi)能生產(chǎn)出7nm工藝以下芯片的廠家屈指可數(shù)

眾所周知，隨著現(xiàn)代科技產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，我們對半導體芯片的依賴程度也正在不斷地加深;半導體芯片作為整個科技領域發(fā)展的核心，如今也被越來越多的國家所重視，只有拿下了先進的芯片研發(fā)和生產(chǎn)的技術，那么才能在將來的科技領域擁有更高的話語權;在美國多次修改芯片規(guī)則以后，也直接讓全球芯片市場迎來了大洗牌，與此同時不少國家和科技企業(yè)都開始進入到了半導體芯片領域發(fā)展!

在芯片規(guī)則被修改后，很多芯片企業(yè)的出貨都受到了限制，在這種情況下，芯片的生產(chǎn)就變得尤其重要;而在全球范圍內(nèi)能生產(chǎn)出7nm工藝以下芯片的廠家屈指可數(shù)，只有臺積電和三星兩家，所以這兩大芯片巨頭企業(yè)在全球半導體市場上也擁有很高的地位和話語權;隨著臺積電和三星的不斷努力，如今它們不僅能生產(chǎn)7nm芯片，而且還早就實現(xiàn)了5nm芯片的量產(chǎn)，并攻克了更加先進的3nm芯片的工藝技術，最快在2023年就能生產(chǎn)出3nm工藝的芯片!

反觀國內(nèi)芯片市場的發(fā)展，在華為被打壓以后，國內(nèi)就掀起了一股研發(fā)和生產(chǎn)芯片的潮流，但是我國在半導體芯片領域的發(fā)展起步較晚，基礎較為薄弱，而且國內(nèi)科技企業(yè)還長期受到“造不如買”等思想的影響，所以也導致我們在芯片領域的發(fā)展比較落后，不過在國內(nèi)中芯國際等芯片企業(yè)的不斷努力下，我們在芯片領域也實現(xiàn)了一些突破，像中芯國際的N+1工藝已經(jīng)可以實現(xiàn)14nm以上工藝的芯片生產(chǎn)了，而中芯國際的N+2工藝技術也正在發(fā)展中，將有望實現(xiàn)等效于臺積電7nm工藝的技術;另外中芯國際的梁孟松也表示正在率領團隊研發(fā)7nm工藝技術!

雖然說我們在芯片生產(chǎn)工藝技術上和臺積電以及三星落后很遠，但是這也并不意味著我們就沒有追趕的機會;而且從目前全球芯片短缺的情況來看，只要攻克了7nm工藝芯片技術，那么90%以上的芯片就都能做到無限制生產(chǎn)了，就不用被卡脖子了!

眾所周知，臺積電和三星電子現(xiàn)在的主力芯片產(chǎn)品都是采用的5nm制程工藝技術，當然還有大量的使用的是7nm制程技術。而無論是蘋果公司還是三星電子的手機產(chǎn)品已經(jīng)大量使用了5nm制程的產(chǎn)品。三星電子和臺積電也開啟了4nm和3nm制程技術的產(chǎn)能計劃，不過，進展并不是很順利。

在臺積電第一季度財報電話會議上表示，正全力以赴地開發(fā)下一代工藝節(jié)點。計劃在今年晚些時候?qū)⑼懂a(chǎn)首批 3nm工藝，并在2025年底前做好2nm工藝的準備。其實對于3nm來說，早有部署。臺積電也表示，在2nm工藝時將首次使用 GAA FET(全環(huán)繞柵極晶體管)，逐漸取代 finFET (鰭式場效應晶體管)。而三星早已經(jīng)開始使用他們版本的GAA，英特爾計劃在2024年實施他們的版本?？梢哉f，在GAA FET方面，臺積電已經(jīng)落后了一段時間。

三星電子是最新采用3nm GAA制程技術的廠商，GAA 晶體管結構象征著制程技術進步的關鍵轉折點，對保持下一波超大規(guī)模創(chuàng)新所需的策略至關重要。GAA架構是周邊環(huán)繞著Gate 的FinFET 架構。GAA 架構的晶體管提供比FinFET 更好的靜電特性，可滿足某些柵極寬度的需求。這主要表現(xiàn)在同等尺寸結構下，GAA 的溝道控制能力強化，尺寸進一步微縮更有可能性。相較傳統(tǒng)FinFET 溝道僅3面被柵極包覆，GAA若以納米線溝道設計為例，溝道整個外輪廓都被柵極完全包裹，代表柵極對溝道的控制性更好。

3nm GAA制程技術有兩種架構，包括3GAAE 和3GAAP。這是兩款以納米片的結構設計，鰭中有多個橫向帶狀線。對臺積電而言，GAA FET還不是其當下的策略。N3 技術節(jié)點保持原有的模式不變，到N2節(jié)點時才會使用GAA 架構。

今年下半年，臺積電將把N3工藝投入生產(chǎn)。臺積電預測，HPC(高性能計算)將是其今年增長最快的領域。上一季度HPC產(chǎn)生了41%的收入，僅比智能手機產(chǎn)生的40%略高。物聯(lián)網(wǎng)和汽車排在第三和第四位，分別創(chuàng)造了8%和5%的收入。

臺積電多次強調(diào)3nm制程將于2022下半年正式量產(chǎn)。而作為競爭對手的韓國三星也在積極加快3nm量產(chǎn)進程。三星此前表示，采用GAA 架構的3nm制程技術已正式流片(Tape Out)。三星3nm制程流片是與新思科技合作，加速為GAA 架構的生產(chǎn)流程提供高度優(yōu)化參考方法。

三星3nm制程不同于臺積電或英特爾的FinFET架構，而是GAA架構，三星需要新設計和認證工具，因此采用新思科技的Fusion DesignPlatform。制程技術的物理設計套件(PDK)已在2019年5 月發(fā)布，并2020 年通過制程技術認證。為了穩(wěn)妥，臺積電繼續(xù)沿用FinFET晶體管技術，三星兵出險招，采用更先進的GAA晶體管技術，希望能夠在技術上超越臺積電，但是出品率有多高也非常關鍵。有意思的是，三星也表示，將在2025年開啟2nm制程技術。

目前三星的5nm芯片，已經(jīng)有高通、IBM、AMD、nvidia等客戶了，如果三星真的能夠領先臺積電，把GAA技術下的3nm芯片量產(chǎn)出來，當然要保持著一定的良品率，預計還能夠再吸引到更多的客戶。不過，良品率問題是一個最大的門檻。

一個不算意外的意外是：半導體芯片「成熟工藝」需求劇增了。

這顯然不符合某些“吃瓜網(wǎng)友”的淺薄認知，尤其是臺積電方面7nm工藝產(chǎn)線、5nm工藝產(chǎn)線的營收占比，分別飆升到了總營收30%、20%(2022年4月公布Q1季度數(shù)據(jù))

“小韓”當?shù)乜萍济襟wETnews披露的內(nèi)容稱：半導體制造基礎材料的光刻膠，供需方面已經(jīng)進入緊急狀態(tài)!原有的半導體材料庫存量，已經(jīng)降到了「馬奇諾防線」以下……

也就是說，半導體硅基材料芯片的制造方面，28nm及以上成熟工藝需求提升，導致不少廠商的的材料儲備減少、降至風險極大的3個月儲備量以下了。

諸如「中芯國際」等廠商推動「先進工藝」、又明顯側重于「成熟工藝」產(chǎn)能擴充，顯然被認為成了相當明智的戰(zhàn)略部署，也讓側重了先進工藝的臺積電“松了口氣”……

另一邊，盡管英特爾“下場”跟著飆起了“工藝參數(shù)戰(zhàn)”，現(xiàn)階段在先進工藝開發(fā)與應用的進展上，卻很明顯是臺積電與三星方面的你追我趕，可又出現(xiàn)了另一個意外……

就挺突然的，老對手3nm或翻車，臺積電再次松口氣?

先拋開“小韓”普遍的技術“盜竊”成風，各種“嘴炮”口嗨等外在因素也不提了;一個早期賣魚干的小鋪子，發(fā)展成了“巨無霸”的三星，按常理說應該有兩把刷子?

包括來自DigiTimes等披露的消息，則表明了另一個尷尬表現(xiàn)的現(xiàn)狀：

原本打算率先在3nm工藝節(jié)點啟用GAAFET方案的三星(臺積電計劃2nm工藝啟用)遭遇了深陷泥潭的「工藝良率」困境!

猶如在此前7nm工藝階段的“不太順利”，熬過了5nm乃至4nm繼續(xù)“埋汰”的三星，據(jù)稱3nm工藝節(jié)點的產(chǎn)線良率更低、徘徊在10%—20%之間。