摩爾定律問世50年多來一直指導(dǎo)著半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展,,但在10nm節(jié)點之后普遍認(rèn)為摩爾定律將會失效,,制程工藝升級越來越難。今年臺積電,、三星及Globalfoundries將把制程工藝推進到7nm,。下一個節(jié)點是5nm,臺積電在上周的半導(dǎo)體技術(shù)論壇上宣布將投資250億美元研發(fā),、生產(chǎn)5nm工藝,,預(yù)計2020年問世。
臺積電今年的重點是7nm工藝,,之前已經(jīng)報道過多次了,,目前臺積電的7nm工藝已經(jīng)有50多個芯片已經(jīng)或者正在流片中,蘋果A12,、海思麒麟980及高通驍龍855芯片以及NVIDAI,、AMD新一代GPU芯片都會采用臺積電的7nm工藝。
與16nm FF工藝相比,臺積電的7nm工藝(代號N7)將提升35%的性能,,降低65%的能耗,,同時晶體管密度是之前的三倍。2019年初則會推出EUV工藝的7nm+(代號N7+)工藝,,晶體管密度再提升20%,,功耗降低10%,不能性能沒有變化,。
7nm之外,,臺積電也準(zhǔn)備5nm多時了,根據(jù)他們在半導(dǎo)體技術(shù)論壇所說,,臺積電將投資250億美元發(fā)展5nm工藝,,預(yù)計2019年試產(chǎn),2020年量產(chǎn),。
根據(jù)之前的資料,,與初代7nm工藝相比,臺積電的5nm工藝大概能再降低20%的能耗,,晶體管密度再高1.8倍,,至于性能,預(yù)計能提升15%,,不過使用新設(shè)備的話可能會提升25%,。從這里預(yù)估的數(shù)據(jù)來看,制程工藝到了5nm之后,,性能或者能效提升都會放慢,,而制造難度也越來越高,投資高達(dá)數(shù)百億美元,,這也導(dǎo)致了未來的5nm芯片成本非常貴,。
目前開發(fā)10nm芯片的成本超過了1.7億美元,7nm芯片則要3億美元左右,,5nm芯片研發(fā)預(yù)計成本超過5億美元,,而開發(fā)28nm工藝芯片只要數(shù)千萬美元,這一趨勢將導(dǎo)致未來的5nm芯片客戶越來越少,,未來只有蘋果等少數(shù)資本雄厚的公司才會堅持升級制程工藝了,。
5nm工藝之后還會有3nm工藝,此前只有三星公布了3nm工藝的路線圖,,在這個節(jié)點上三星將改用GAA晶體管,,F(xiàn)inFET晶體管在5nm之后將逐漸被放棄,廠商們需要開發(fā)新的晶體管架構(gòu),,GAA就是其中之一,。