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5G芯片大战,台积电缘何成为四方角力背后的重要推手?

时间:2020-2-28, 来源:互联网, 资讯类别:市场分析

近日,5G智能手机和5G芯片掀开大战。2月25日上午,小米CEO雷军在微博上宣布,小米10 Pro发布并开放购买后的12天,现货加上全款预订已接近10万台,非常惊人。

2月24日,华为5G智能折叠屏手机MateXs在西班牙巴塞罗那发布,2月26日中午10点开启线上预售。华为商城上现实369233人预约。在疫情还没有散去的当下,5G手机掀起了节后复工的第一个线上销售高点。

不管是使用骁龙865芯片的小米,还是使用麒麟990 5G芯片的华为,5G快速上量背后都是台积电代工5G芯片的身影。

2月26日下午2点,紫光展锐发布的5G Soc虎贲T7520也是采用台积电最新在第一季度量产的6nm工艺。我们来梳理一下,台积电是如何卡准5G芯片上市前布局的时机。

5G芯片对三大特性的要求,7nm制程工艺爆单

台积电中国区业务发展副总经理陈平博士对媒体表示,5G配置于AI等大数据技术,将在今后的数年内带来很多新的应用,产生新的生活模式、生产模式和商业模式。5G需要的是高性能的芯片。5G芯片产品和先进工艺是密不可分的。

5G的三大指标来看,超宽带、低时延、海量连接,这些如果我们把它转化成工艺的语言,就是高速、低功耗、高集成,能够同时满足这三大指标的工艺,就是我们现在所说的先进供应,5G的产品和先进工艺是密不可分的。

在过去的十几年里头,摩尔定律在微缩的方面遇到了一些技术上的困难和瓶颈,在最近十年,在全球科学家、工程师的努力下,取得了重大突破,主要集中三个方面:1、新材料(HK MG材料);2、新的晶体管架构(Fin-FET),也就是鳍形场效应管;3、新光刻技术上,EUV的出现打开了光刻技术上瓶颈。

以7nm为例,台积电2017年上半年推出,在2018年4月宣布7nm工艺生产线投入量产,在同年10月完成了7nmEUV流片。陈平表示,7nm技术是采用了新材料和新的晶体管架构, 相对于之前的16nm技术节点,7nm在速度上提升了40%,功耗降低了65%以上,在单位集成晶体管个数上,提高了3.3倍。7nm的诞生对于5G技术正是应运而生,因为5G技术需要的高密度、低功耗和高集成。台积电7nm制程良率、产能配置在业界领先。

据台积电财报显示,2019年第四季度实现合并营收约新台币3172.4亿元,同比增长9.5%、环比增长8.3%;7nm制程出货占台积电2019年第四季晶圆销售金额的35%;10nm制程出货占全季晶圆销售金额的1%;16nm制程出货占全季晶圆销售金额的20%。总体而言,先进制程(包含16nm及更先进制程)的营收达到全季晶圆销售金额的56%,较上一季度的51%有所成长。

2019年,台积电在7nm基础上结合了EUV的技术,创造了一个新的工艺节点,叫6nm,是7nm工艺的延伸和扩展。6nm工艺也有EUV极紫外光刻技术,相比7nm+(N7+)增加了一个极紫外光刻层,同时相比7nm(N7)可将晶体管密度提升18%,而且设计规则完全兼容7nm(N7),便于升级迁移,降低成本。

先进制程工艺三大关键因素

陈平博士表示,6nm制程,在逻辑密度比较7nm有20%以上的改善,在生态环境上, 6nm和7nm是兼容的,所以很多在7nm上已经设计的IP也可以复用,上市时间更快。据台湾方面的消息,6nm工艺制程技术将在2020年第一季度投产,若这样推测,紫光展锐虎贲T7520产品,最快的量产时间是2020年第四季度。

2020年,6nm工艺成为热门选项,为全球很多客户选用。陈平指出,2020年,台积电5nm工艺将会推出,在第二季度进入量产。据业者消息,下半年台积电5nm接单已满,除了苹果新一代A14应用处理器,还包括华为海思新款5G规格麒麟手机芯片,以及高通5G数据机芯片X60及新一代Snapdragon 875手机芯片。

关于先进工艺方向,陈平指出有三个关键因素:第一、传统的工艺萎缩,台积电今年要推出5nm,在今后要推出3nm、2nm,我们会沿着摩尔定律的方向继续前行。第二、3D异构集成,用不同的工艺技术做成的ADUM5402CRWZ芯片,通过先进的封装技术整合在一起。第三、软硬件的共同优化,包括设计与工艺的共同优化,三轴一起发展,未来芯片工艺发展大有前景。

台积电先前曾公开强调,旗下5nm效能已超越三星的3nm;与7nm相较,晶体管密度多1.8倍,速度增快15%,功耗省30%,同时也是全球第一家提供5nm晶圆代工服务的晶圆厂。



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