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三星10nm和台积电10nm对比分析

  2017年3月,三星和台积电分别就其半导体制程工艺的现状和未来发展情况发布了几份非常重要的公告。三星表示,该公司有超过7万个晶圆加工过程都采用了第一代10nmFinFET工艺,未来这一数量还会继续增加,同时,三星还公布了未来的即将采用的工艺路线图。特别是,三星计划在未来将公布三个工艺,目前为止,我们对于这三个工艺均一无所知。

  另一方面,台积电表示,采用其第一代10nm工艺的芯片将会很快实现量产,同时,台积电也表示,在未来几年,台积电将会陆续推出几项全新的工艺,这其中就包括将在2019年推出的首款7nmEUV工艺。

  10nm:三星还在不断推进 三星10nm和台积电10nm对比分析

  众所周知,2016年11月份,三星已经开始将10LPE制造技术应用到其生产的SOC中。这一制造技术与三星之前使用的14LPP工艺相比,将能够缩小30%的晶片面积,同时能够降低40%的功耗或者是提高27%的性能(以同样的能耗)。到目前为止,三星已经用该技术加工量超过七万片wafer,从这一过程中规可以大概估算出三星的技术(考虑到10nm的工艺生产周期为90天左右)。

  同时,我们应当知道的是,三星目前还没有推出很多10nm工艺的产品:只有三星自己的Exynos系列和三星为高通代工的835芯片是使用了三星的10nm工艺。

三星10nm和台积电10nm对比分析

  除了以上产品之外,三星计划在2017年底量产采用第二代10nm工艺的芯片,也就是三星所说的10LPP工艺。未来,三星将会在2018年底推出采用第三代10nm工艺的芯片(10LPU)。去年,三星曾表示,10LPP工艺比现有的10LPE工艺提高了10%左右的性能,而10LPU工艺,具体细节目前还一无所知。

  10nm:台积电已经准备好了 三星10nm和台积电10nm对比分析

  但是我们可以肯定的是10LPU工艺必然在性能,功耗和芯片面积上有所提升,但是具体在哪一方面会有巨大突破,目前还不甚明朗。

  随着这一工艺的出现,三星也将会和Intel在14nm上推出三代不同的改进工艺一样,在10nm上推出三种不同的改进工艺。

  不过值得注意的是,三星在14nm上并没有推出14LPC工艺的产品,那么我们可以猜测,在10nm上,三星也不会推出对应工艺的产品。

  至于台积电,其10nm工艺(CLN10FF)已经有两个工厂能够达到合格要求,其大规模量产大概时间为2017年下半年。预计未来这两个工厂每季度能够生产上万片芯片。台积电希望能够不断增加产能,计划在今年出货40万片晶圆。

  考虑到FinFET技术冗长的生产周期,台积电想要提高10nm工艺的产能来满足其主要客户的芯片需求,还需要很长的产能爬坡时间。那么苹果如果想要使用采用这一工艺的芯片,为其今年九月或者是十月推出新手机进行大量备货,在前期还是非常困难的。

三星10nm和台积电10nm对比分析

  CLN10FF技术与CLN16FF+技术相比到底存在多少优势在台积电内部已经进行过多次讨论,该工艺明显是针对移动设备使用的SOC的,而不是为普通的准备的。在相同的功率和复杂性下,该工艺能够提高50%的芯片密度。如果采用同一频率和复杂性,同时降低40%的功耗,同样能够带来20%的性能提升。

  与三星不同的是,台积电并不打算在10nm工艺上推出多个改进型工艺。台积电预计在明年直接推出7nm工艺。

  7nm对于半导体制造工艺来说是非常重要的里程碑,吸引了很多设计者为之努力。

  但是,台积电的野心明显不止于此,台积电未来还打算推出多种专门针对超小型和超低功耗应用的制造工艺。

三星10nm和台积电10nm对比分析

  三星10nm和台积电10nm谁才是胜者

  台积电10纳米制程去年第4季末量产,第1季为客户出货主要是联发科的X30,至于10纳米真正大客户苹果A11处理器,整合台积电独家开发的扇出型封装封装技术,根据知情人消息目前订单的初期良率已逾70%,且苹果已要求台积电在今年7月前备货5000万颗,并在今年底前备货量达1亿颗,可预期苹果为新机备货将于7月启动。

  而三星电子前不久对外公布了晶片发展规划,三星第一代10纳米FinFETLPE制程于去年10月量产,当然基本都是提供给高通S835和三星Exynos8895使用,按照目前三星的计画备货量来看,其10nm的良率仅有70%左右,远不及台积电的85%以上的良率,但是骁龙835的和8895的进度远高于联发科的x30,这使得台积电在名义上落后于三星。

  不过三星当下的日产能已经提升至月产2.5万片左右,可提供每月约300万片10nm芯片,虽然看似产能足够,但三星已提前划走GalaxyNote8的晶片用量,所以对外提供给其他厂商的S835芯片片仍不充裕,估计小米也是要抢购吧。

  具体产能方面预计在今年下半年两家的产能都会有大幅度提升,到时候苹果的大单就够台积电一家吃的了。

  总之作为过渡工艺10nm的进度看似三星进度更快,但因为台积电为苹果独家供应,导致其出货晚于三星,两家暂时的产量和进度都差不多,而它们两家瞄准的都是是7nm工艺,而谁能在7nm工艺抢先一步才是两家谁能占领市场的主要因素。

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