究竟誰握有最佳的半導體制程技術?業(yè)界分析師們的看法莫衷一是,。但有鑒于主題本身的復雜度以及晶片制造商本身傳遞的訊息不明確,就不難瞭解為什么分析師的看法如此分歧了,。
市場研究機構Linley Group首席分析師Linley Gwennap表示,,英特爾(Intel)將在10nm制程優(yōu)于臺積電(TSMC)與三星(Samsung),就像在14nm時一樣,。VLSI Research執(zhí)行長G. Dan Hutcheson認為,,臺積電即將量產的10nm制程將大幅超越英特爾的14nm節(jié)點,而且臺積電正以較英特爾更快的速度超前進展,。此 外,,International Business Strategies (IBS)創(chuàng)辦人兼執(zhí)行長Handel Jones則指出,英特爾與臺積電的10nm制程技術性能旗鼓相當,。
但各方均同意,,有多種變數決定了元件如何制造,對于不同類型晶片的影響也各不相同,。分析師們也把責任歸咎于行銷部門,,認為他們經常是讓情況變得更加模糊,而非厘清現實,。
“事實上,,沒有一種衡量方式能夠決定一項技術的性能、功耗與電晶體密度,,”Jones說,,“金屬層M1間距十分重要,但局部互連也會影響到布線的閘極密度與性能;閘極間距對于閘極密度相當重要,,但鰭片高度也明顯影響性能,。”
“互連延遲正成為重大的挑戰(zhàn),,尤其是在10nm時有80%的性能都取決于互連延遲的影響,,”他補充說。
從Linley Group的衡量指標來看,,英特爾比臺積電和三星更具優(yōu)勢
(來源:Linley Group)
FinFET的高度與線寬可作為衡量技術節(jié)點與晶片制造商實力的良好指標,。Hutcheson認同這一觀點,,他并表示,SRAM的單元尺寸也值得考慮,。
但是,,“我認為技術進展的終極衡量標準在于隨著每一技術節(jié)點倍增密度的能力,”Hutcheson說,,“英特爾至今在每一節(jié)點都是這么做的,。”
也就是說,,臺積電在10nm達到的M1金屬層間距已“完整微縮(?70%),,領先英特爾的14nm,”Hutcheson強調,,英特爾持續(xù)14nm節(jié)點已經2年了,。
隨著近期披露10nm與7nm計劃,“臺積電不僅證明擁有扳回勝局的魔力,,同時還踩著比任何人更快的進展步調,,”他補充說。
同時,,盡管在今年1月,,一些業(yè)界還不那么看好其16/14 nm節(jié)點,但臺積電目前的16nm節(jié)點“在相同的時間架構下,,已經在營收與良率方面雙雙超越了28nm,,”他強調。
節(jié)點性能與名稱無關?
Gwennap表示,,技術節(jié)點的傳統衡量標準是電晶體尺寸,,亦即所測得的最小閘極長度。然而,,歸功于市場行銷的努力,,如今的節(jié)點名稱不再與閘極測量結果吻合了,“但其差距也不算太大——英特爾14nm制程的閘極長度約相當于三星(Samsung)的20nm,?!?/p>
不過,Gwennap說,,臺積電和三星目前“在速度與密度方面都遠落后英特爾的14nm制程,”以此來看,,他認為三星的節(jié)點更適合稱為17nm,,臺積電則為19nm?!邦A計在10nm時的情況類似...三星與臺積電將在速度與密度方面落后英特爾約半節(jié)點,?!?/p>
然 而,光是最小閘極長度并不足以決定一切,,Chipworks資深研究員兼技術分析師Andy Wei表示,,“定調一項技術是否最優(yōu)高度取決于與面積微縮有關的制程成本??蓺w結為比較布線單元級的技術能力,,以及達到該密度所需的成 本,Chipworks正是以此作為基準”,。
Linley Group認為,,三星可望最先推出10nm制程,但英特爾的表現會更優(yōu)
(來源:Linley Group)
自從德州儀器(TI)為了如何衡量閘極長度而戰(zhàn),,制程節(jié)點的命名之爭已經延續(xù)25年了,。Hutcheson說,TI采用有效閘極長度,,而矽谷晶片制造商則以更大的閘極長度作為指標,。
在1990年代,當線寬微縮至奈米級時,,“新的論據認為閘極長度不再適用,,因為蝕刻削薄而使M1金屬級間距成為更適合的標準——不過當時卻仍由閘極長度決定性能?!?/p>
其 后,,臺積電宣稱其40nm制程比英特爾使用的45nm節(jié)點更好,但除了“更好”似乎也沒提出任何指標,,Hutcheson指出,,“從那時起,就一直有點像 是各說話一樣,。例如,,Globalfoundries的32nm和28nm之間真正的差異是32nm是SOI制程,28nm則是bulk制程,?!?/p>
臺 積電已經明確表示其16nm制程采用20nm的后段制程技術——FinFET電晶體層疊于頂部。在最近于圣荷西舉行的會議,,臺積電表示,,其7nm節(jié)點將會 較其10nm制程密度更高1.63倍,Chipworks的Wei說,,“這表示2種尺寸微縮0.7倍的性能提高還不到2倍,,而節(jié)點名稱則微縮至0.7 倍?!?/p>
“市場行銷元素強烈影響節(jié)點的命名,,著眼于頂部層級,,但設計工程師知道他們所選擇的技術優(yōu)點,”Jones表示,。畢竟,,“只要制程技術快速、低功耗且低成本,,那么怎么稱呼都不重要,。”