制程大戰(zhàn)一再升級 晶圓代工廠們將如何過招？

　　隨著每個新節(jié)點的成本上升，首要需求也增加了。打破新節(jié)點的第一家公司往往會獲得許多利潤豐厚的合同。在過去二十年的大部分時間里，純粹的代工廠市場一直由臺積電主導(dǎo)，但是三星在這一過程中擊敗了其臺灣競爭對手(臺積電)的14nm工藝，并且大賺了一筆。

　　Anandtech已經(jīng)全面討論了每個代工廠如何接近下一代摩爾定律，他們打算部署的技術(shù)，以及哪些公司將會推出哪些節(jié)點技術(shù)(以及在什么時間落地)。整個文章絕對值得一讀，特別是如果您想了解三星的低功耗工藝與臺積電相比的具體細節(jié)。這是一次非常精彩的深度挖掘。我們將繼續(xù)關(guān)注焦點問題，如下圖所示：

　　Anandtech公布的數(shù)據(jù)表格

　　讓我們按順序梳理一下。GlobalFoundries將在未來12個月內(nèi)繼續(xù)使用14LPP，但預(yù)計到2018年底，GF將開始大規(guī)模生產(chǎn)7nm。HVM與消費產(chǎn)品不一樣。從生產(chǎn)開始，他們可能需要4到7個月的時間才能真正進入市場。7nm DUV(常規(guī)193nm光刻技術(shù))應(yīng)該在2018年下半年開始，而GF則希望在2019年之前完成EUV和7nm布局。

　　我們以前討論過英特爾的代工計劃，以及它的10nm技術(shù)與三星和臺積電的10nm技術(shù)有什么不同：

　　英特爾今年將開始推出10nm移動設(shè)備，但它的臺式機和HEDT預(yù)計將繼續(xù)使用14nm技術(shù)。今年下半年至2018年，第三代14nm ++將首次亮相。英特爾還沒有對EUV發(fā)表任何具體聲明，不過該公司暗示，它可能不會在5nm節(jié)點之前引入這項技術(shù)。

　　上圖總結(jié)了英特爾對不同流程節(jié)點有不同的指標要求的原因。 即使與“其他”14nm節(jié)點相比，其晶體管密度仍然高1.23倍。注意：我們不知道三星或臺積電的哪些具體流程節(jié)點與英特爾的產(chǎn)品進行了比較。

　　英特爾關(guān)于延續(xù)摩爾定律的論據(jù)是，它的10nm晶體管密度將比以往任何一代的14nm晶體管密度有更大幅度的提升。

　　與上一張幻燈片相同，但原始數(shù)字為晶體管密度而不是縮放點。

　　就晶體管柵極間距而言，20nm和第一代的14nm/16nm節(jié)點與Intel的22nm節(jié)點大致相當。后來的14/16nm產(chǎn)品在該指標上有所改善，但仍然落后于英特爾三年的節(jié)點。

　　與英特爾相比，純代工廠在金屬間距擴展方面的表現(xiàn)相對較好，但是它們?nèi)匀慌c英特爾的14nm不匹配，這使得其瞄準了10nm技術(shù)。再次，它們預(yù)計將部署接近Intel 14nm技術(shù)的10nm節(jié)點。

　　一旦生產(chǎn)10nm產(chǎn)品，純代工業(yè)務(wù)就會超過英特爾的14nm晶體管密度，但英特爾認為其10nm密度將會明顯好轉(zhuǎn)。

　　這張幻燈片上有兩件有趣的事情。首先，它證實了Intel將部署一個14nm ++節(jié)點，如之前所傳聞的那樣，其第一代10nm將不能提供相同的性能。今天的Kaby Lake客戶將不得不等待10nm ++，預(yù)計從現(xiàn)在到2020年，可以看到晶體管級性能改進超過Kaby Lake所提供的性能。

　　samsung - tsmc的配對是有趣的。TSMC在10nm制程中似乎有更好的表現(xiàn)，他們還計劃在2018年將2017年的10nm轉(zhuǎn)到4nm制程。相比之下，三星則計劃在多代產(chǎn)品上保持10nm的水平。

　　由于新工藝節(jié)點變得更加難以追逐，每個代工廠都采用了各種方法來定義節(jié)點的收縮。這在英特爾公司是最明顯的，其10nm節(jié)點預(yù)計將相當于臺積電7nm。

　　三星的EUV似乎沒有那么早。他的8LPP將是一個8nm節(jié)點，采用傳統(tǒng)浸沒式光刻技術(shù)來構(gòu)建，而其7nm節(jié)點將在2019 - 2020年引入EUV，并使用CLN7FF +節(jié)點。

　　三星的Austin代工廠

　　EUV準備好了嗎?

　　評估這些路線圖時，要注意兩點。首先，EUV(超紫外線光刻技術(shù))仍然是一個主要的變量。臺積電，GlobalFoundries和英特爾都想引入EUV，因為它具有超過我們今天所能看到的雙重、三重和四重圖案的巨大潛力。問題是EUV的部署成本非常昂貴，并且目前并未達到其需要達到的性能目標，它需要成為193nm光刻的可行替代品。

　　需要注意的第二點是，我們不知道任何一家公司的執(zhí)行情況如何，我們也不能僅僅根據(jù)他們的任意編號來對節(jié)點進行比較。當臺積電成為市場的唯一，我們很容易將他們的65nm與45nm，或90nm與65nm進行比較。現(xiàn)在，情況更加混亂了，每個節(jié)點都經(jīng)過了多次修改，而且每個公司都采用自己的命名方案。

　　英特爾，臺積電和GlobalFoundries都開始采用同一個節(jié)點的國歌版本技術(shù)，這說明繼續(xù)提供一致的性能提升有多困難。十年前，在單個工藝節(jié)點上不斷迭代的想法沒有任何意義。今天，它已經(jīng)變得非常普遍。

　　我懷疑(雖然不能證明)這不僅僅是通過這一個工藝進行調(diào)整的代工節(jié)點。這有一個多步驟的學(xué)習(xí)過程，其中，代工廠調(diào)整其技術(shù)，以更好地匹配給定類別的設(shè)備所需要的特性，而設(shè)備制造商(Qualcomm，Intel，AMD等)的開發(fā)人員調(diào)整其設(shè)計以更好地匹配該工藝。這個過程長期以來被認為是英特爾最大的優(yōu)勢之一，在與純粹的代工廠進行比較時，其退出平板電腦和智能手機市場的決定基本上不予考慮。