NO.1 拍板定案! 英特爾成臺積電3nm首發(fā)客戶
英特爾與臺積電已決定開啟先進制程合作。根據(jù)臺積電供應(yīng)鏈透露,英特爾將領(lǐng)先蘋果,率先采用臺積電3nm制程生產(chǎn)繪圖芯片、服務(wù)器處理器。明年Q2開始在臺積電18b廠投片,明年7月量產(chǎn),實際量產(chǎn)時間較原計劃提早一年。
臺積電供應(yīng)鏈還透露,為迎接英特爾這位重量級客戶,臺積電正緊鑼密鼓進行3納米廠裝機作業(yè)。這并不是Intel頭一回找臺積電代工芯片,Intel一直都是臺積電的老客戶了,但之前沒找他們代工過自己的核心產(chǎn)品。
但這次,英特爾給臺積電的訂單均是核心產(chǎn)品,包括一顆繪圖芯片及三個服務(wù)器處理器,首批數(shù)量約4,000片。這四顆產(chǎn)品都要趕在明年5月正式產(chǎn)出交貨,明年7月放量生產(chǎn),并很快會拉升至上萬片,比原預(yù)定時程早一年。預(yù)計會在臺積電竹科12廠完成產(chǎn)品設(shè)計定案,后續(xù)移至南科18b準(zhǔn)備量產(chǎn)。
簡單介紹下臺積電3納米旗艦廠18b,其廠區(qū)規(guī)劃有P5至P8,四個廠,是3納米制程核心廠區(qū),可說是全球最昂貴的半導(dǎo)體設(shè)備全集中在此。
早在7月初就有新聞傳言,臺積電又有一個新的大客戶了,許多人都懷疑是不是英特爾。雖然當(dāng)時臺積電表示,不對客戶接單做任何評論。但是,曾有股東向臺積電董事長劉德音發(fā)問,問其如何看待英特爾跨足晶圓代工時,他曾言說:“英特爾是臺積電的客戶,而且他相信英特爾也會采用臺積電創(chuàng)新的技術(shù)”。有媒體分析,這表明他對英特爾采用臺積電最先進的3納米制程,早有定見。
當(dāng)然,Intel也沒有明確拒絕過代工的方式,只是提到了外包或者自產(chǎn)的三個選擇原則,要全面評估成本、產(chǎn)能及生產(chǎn)彈性等三大因素。
近年來,臺積電最新制程第一個客戶都是蘋果,主要生產(chǎn)蘋果搭載在當(dāng)年度iPhone新機的A系列處理器。隨著英特爾成為臺積電全球第一個采用3納米生產(chǎn)的客戶,意味英特爾肯定臺積電3納米制程技術(shù)優(yōu)先三星。
NO.2臺積電3nm:采用全新的晶體管工藝 光刻機也需要升級
什么是芯片制程?制程用來描述芯片晶體管柵極寬度的大小,納米數(shù)字越小,說明晶體管密度越大,芯片性能就越高。像是臺積電7nm芯片,每平方毫米約有1億個晶體管。而前文提到的3nm芯片,進一步將每平方毫米的晶體管數(shù)量提升至2.5億個。
臺積電制程工藝節(jié)點路線圖
伴隨著制程的進化,5nm比7nm芯片性能提升15%,功耗降低30%;3nm又比5nm芯片性能提升10%~15%,功耗降低25%~30%。并且3nm及以下制程不僅需要采用全新的晶體管工藝,光刻機也需要升級。面向3nm及更先進的工藝,芯片制造商或?qū)⑿枰环N稱為高數(shù)值孔徑EUV(high-NA EUV)的光刻新技術(shù)。
但是,由于各家對制程工藝的命名法則不同,相同納米制程下,并不能對各廠商的制程技術(shù)進展做直觀比較。比如英特爾10nm的晶體管密度與臺積電7nm、三星7nm的晶體管密度相當(dāng)。
只是受制于資本和技術(shù)兩大門檻,能夠擁有先進制程的公司屈指可數(shù)。根據(jù)市場研究機構(gòu),3nm芯片的設(shè)計費用約達5億~15億美元,興建一條3nm產(chǎn)線的成本約為150億~200億美元。兩年前臺積電為3nm工藝計劃投資6000億新臺幣,折合近200億美元。
每當(dāng)制程工藝逼近物理極限,晶體管結(jié)構(gòu)、光刻、沉積、刻蝕、檢測、封裝等技術(shù)的創(chuàng)新與協(xié)同配合,對芯片性能天花板的突破起到?jīng)Q定性作用。
從制程最新進展來看,一邊是臺積電、三星在5nm/3nm等先進制程上你追我趕,另一邊英特爾則韜光養(yǎng)晦,循序漸進地走向7nm。據(jù)了解,臺積電還在進行 2nm 制程工藝的研發(fā),預(yù)計到 2024 年會進行量產(chǎn)。