IC制造打响7纳米争夺战

业界普遍认为10nm是一个过渡性的工艺节点,因此对下一代7nm的争夺就变得激烈起来。目前,台积电、三星、英特尔、格罗方德均发布了雄心勃勃的开发计划,7nm正成为全球一线半导体厂商对市场主导权争夺的焦点。

一线厂商竞逐7纳米工艺

目前,全球一线半导体厂商,包括IDM大厂英特尔与三星,以及Foundry代工厂台积电与格罗方德在最新发布的技术路线图中,均把7nm工艺的开发作为重点。

台积电在日前举行的年度技术研讨会上推出4大工艺平台,包括移动、高速运算、车载与物联网。台积电共同执行长暨总经理魏哲家表示,10nm工艺已实现大规模量产,7nm工艺也已经有12个产品设计定案(Tape Out),预计2018 年开始实现量产。

积极抢进代工制造领域的三星公司在7nm工艺的开发上也十分激进。三星市场高级总监 Kelvin Low表示,希望在未来3年内,也就是2017年至2020年之间,将三星的工艺技术一步步向前推进,计划在2017年年底之前试产8nm工艺(10nm的改进型)技术,2018年量产7nm,2019年以后则陆续研发6nm及5nm工艺。

格罗方德由于直接跳过了对10nm工艺的开发,因此对7nm是重点压注。近日,格罗方德宣布推出7nm FinFET工艺,预计于2018年上半年试产,并将于2018年下半年实现量产。格罗方德CMOS业务部高级副总裁Gregg Bartlett表示:“我们的7nm技术正在按计划进行开发。格罗方德在2018年计划出厂的多样化产品对客户有着强大吸引力。格罗方德还在积极开发下一代5nm及其后续技术。”

相对于台积电、三星,以及格罗方德,英特尔在7nm工艺的演进上相对保守。英特尔在一次针对投资者的说明会中表示,他们将会在2020年量产7nm工艺处理器,如果发展不顺利也有可能延后到 2021 年正式量产。这个时间点相对竞争对手台积电、格罗方德、三星大约晚了2年左右。但英特尔表示,因为半导体工艺的标准有所不同,有夸大的地方存在。就14nm、10nm等在工艺技术上的先进性,英特尔宣称它要胜过竞争对手。

总结可以发现,一线半导体厂商均在致力于推进先进工艺,特别是对7nm的争夺成为竞争焦点,大多厂商7nm的量产时程落在了2018年。

台积电略胜一筹?

2015年以来,全球半导体厂商之间的大型收购整并不断发生,其中2016年全球排名前25强的半导体厂商合计营收较2015年增加了10.5%,占当年半导体市场规模的74.9%。这意味着全球半导体市场,进一步向大企业集中。在这种形势下,对大客户的争夺将变得更加激烈。这正是台积电、格罗方德以及意图强化代工业务的三星公司,在推进先进工艺上特别积极的主要原因。对大客户的掌握程度成为检验各家半导体厂商对先进工艺开发、优胜程度的重要标准。

近日,有消息称,高通下一代处理器骁龙845/840已委托台积电生产7nm芯片,导致三星开发上述工艺的时间表不得不延后。如果消息属实,将是台积电对三星的一次胜利,可能阻碍近期三星扩张晶圆代工版图的努力。

台积电曾与三星竞争高通的骁龙835订单(10nm工艺),最终败下阵来。如今加速发展7nm工艺,夺回高通订单。高通下一代骁龙芯片体积较上一代更小,性能则相较上一代提升25%至30%,高通选择重回台积电,也代表台积电在晶圆代工制程技术上领先三星。

据悉,目前导入台积电7nm工艺的芯片设计公司很多,除高通外,其他还包括苹果、nVIDIA、AMD、海思、联发科、赛灵思等,几乎涵盖全球多数重量级IC设计公司。

中芯国际也将投入7nm研发

中国大陆在半导体制造上与国际先进水平尚存一定差距。但是日前有媒体报道,称中芯国际原CEO邱慈云表示,中芯国际将积极追赶先进水平,2017 年也将投入7nm制程研发,有能力做到行业领先的工艺制程。

目前中芯国际与华力微的主要精力放在冲刺28nm与14nm工艺。自2016年以来,在国家集成电路产业发展投资基金与地方基金的支持下,国内最大的两家晶圆代工厂中芯国际和华力微开始大举扩张产能。

中芯国际宣布将在上海投资兴建新一座月产能7万片的12英寸厂,在深圳建设1座月产能4万片的12英寸厂。华力微也启动了二期建设项目,投资建设1座月产能4万片的12英寸厂。兴建12英寸厂自然以先进工艺为前导。根据中芯国际与华力微的规划,两者均计划先期发展28nm工艺,进而向14nm推进。中芯国际已于2015年宣布28nm进入量产;华力微亦将于2017年进入28nm量产。

此外,2015年中芯国际和华为、高通、IMEC共同签下合作协议,合作研发14nm工艺。中芯国际希望在2020年以前能有自己的14nm工厂。

“中国做大做强半导体产业,必须在先进工艺上取得突破。光刻工艺尺寸缩小是半导体产业的主要推动力之一。”半导体专家莫大康告诉记者。