《電子技術(shù)應(yīng)用》
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?IC insights:先進(jìn)工藝需求將持續(xù)增長

2020-11-18
來源:半導(dǎo)體行業(yè)觀察

  根據(jù)IC Insights發(fā)布的《 2020-2024年全球晶圓產(chǎn)能》報(bào)告,從2024年開始,,領(lǐng)先(<10nm)工藝的IC產(chǎn)能預(yù)計(jì)將增長,,并將成為整個行業(yè)每月安裝容量的最大來源。

  報(bào)道指出,,到2020年底,,10nm以下工藝的產(chǎn)能預(yù)計(jì)將占IC工業(yè)晶圓總產(chǎn)能的10%,然后預(yù)計(jì)2022年將首次超過20%,,并在2024年增加至全球產(chǎn)能的30% (圖1),。

  IC Insight表示,推進(jìn)工藝尺寸的微縮變得越來越困難,,如何測量這些小工藝,,也給行業(yè)人士帶來困擾。因此,,關(guān)于新工藝技術(shù)的晶圓廠產(chǎn)能的任何假設(shè)都可能以最小的特征尺寸對晶圓產(chǎn)能的預(yù)測產(chǎn)生重大影響,。

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  報(bào)告進(jìn)一步指出,不斷縮小晶體管的幾何尺寸動機(jī)是巨大的,,因?yàn)檫@樣做有很多好處:更高的速度,,更低的功耗,更低的單位面積成本等,,但是有時(shí)會出現(xiàn)收益遞減的問題,,這就讓芯片設(shè)計(jì)人員不得不懷疑高成本是否值得。而微縮帶來的成本優(yōu)勢也已經(jīng)不再是以前的比例,。

  此外,,10nm以下制程技術(shù)相關(guān)的設(shè)備成本已經(jīng)飆升至許多IC供應(yīng)商無法承受的地步,。因此,目前只有三星,,臺積電和英特爾建造小于10納米工藝技術(shù)的晶圓廠。

  同時(shí),,設(shè)計(jì)難題(例如,,繼續(xù)縮小DRAM和NAND閃存單元的體積)阻礙了IC行業(yè)使用多年的縮放方法。復(fù)雜的基于邏輯的芯片(例如微處理器,,ASIC,,F(xiàn)PGA和其他高級邏輯設(shè)備)也面臨挑戰(zhàn)。

  IC Insights認(rèn)為,,隨著復(fù)雜的基于邏輯的芯片的細(xì)微特征尺寸的遷移速度繼續(xù)放緩,,芯片設(shè)計(jì)人員也發(fā)現(xiàn)越來越難以證明較高的成本是合理的。因此那些能從高速,,低功耗受益匪淺的應(yīng)用將對先進(jìn)的finFET工藝及更高工藝提出健康的需求,。半代節(jié)點(diǎn)或現(xiàn)有過程的增強(qiáng)版本的推出也有助于在每個新一代節(jié)點(diǎn)之間傳遞更多的時(shí)間。

  從IC Insights的2020-2024年全球晶圓產(chǎn)能報(bào)告,,我們還有其他發(fā)現(xiàn),,包括:

  1、2020年,,預(yù)計(jì)所有晶圓容量的48%將用于最小幾何尺寸(或等效的最小幾何尺寸)小于20nm的設(shè)備(而小于10nm的占比10.0%,;介乎10-20nm之間的是38.4%)。此類設(shè)備包括具有等效10nm級技術(shù)的高密度DRAM和高密度3D NAND閃存,,高性能微處理器,,低功耗應(yīng)用處理器以及基于16 / 14nm,12 / 10nm的高級ASIC / ASSP / FPGA器件,,或7 / 5nm技術(shù),。

  2、在低于20nm的工藝中,,韓國擁有66%的產(chǎn)能,,與其他地區(qū)或國家相比,韓國的領(lǐng)先優(yōu)勢仍然明顯得多,。鑒于三星和SK Hynix對高密度DRAM,,閃存和三星應(yīng)用處理器的重視,該國擁有最先進(jìn)的專用晶圓產(chǎn)能就不足為奇了,。

  3,、因?yàn)樘O果公司,華為公司和高通公司持續(xù)使用臺積電的先進(jìn)工藝服務(wù),。這就使得中國臺灣小于20nm工藝的總產(chǎn)能超過35%,。盡管如此,,28nm,45 / 40nm和65nm世代繼續(xù)為臺積電和聯(lián)電等代工廠創(chuàng)造大量業(yè)務(wù),。

  4,、中國大陸大多數(shù)小于20nm的產(chǎn)能由外國公司擁有和控制,這些外國公司包括三星,,SK海力士,,英特爾和臺積電。YMTC和中芯國際是僅有的提供小于20nm制程技術(shù)的中國公司,。



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