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10nm芯片制造工艺还能走多远?

2018-11-18  来源:中国信息产业网-人民邮电报  作者:王仲源
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近期,由于10纳米制造工艺的延迟,导致英特尔在芯片制造工艺上首次落后于竞争对手AMD和台积电,使得持续多年的话题“AMD和英特尔的较量”又一次引起热议,但这次不同的是,人们的关注点转向“英特尔与AMD新伙伴台积电之间的竞争关系”。

众所周知,AMD是唯一能与英特尔抗衡的CPU厂商,旗下的独立显卡部门也和NVIDIA平分天下。AMD比英特尔面世晚几年,都是从仙童半导体公司分出来的,但两者都是从半导体存储器做起,方向都是一样的。AMD创建不久,就开始分析英特尔的处理器,参考英特尔的芯片架构,生产自己的芯片。直到2000年,处理器市场基本是英特尔和AMD的天下。

AMD转投台积电

在芯片工厂诞生之初,几乎所有硅谷芯片制造商都在自己的工厂中加工自己的芯片。他们在硅谷建造了晶圆厂,然后将晶圆组装成单个芯片,再转移到劳动力成本较低的地方,其制造成本的上升与吞吐量的增加密切相关,因此每个芯片工厂都可以获得更多收入。

但是,建造一个全新的最先进的芯片制造工厂所需的资金非常庞大,世界上只有少数几家公司拥有如此深厚的专业知识和雄厚的资金。基于此现实问题,格罗方德半导体股份有限公司于近日宣布,它将不再投资于最前沿的7纳米芯片制造工厂,与此同时,AMD表示将从格罗方德转向台积电来生产其最新的高端处理器。

代工工厂台积电成立于1987年,由于市场对代工厂的需求上升,竞争日趋激烈,但资本成本上升,许多竞争对手陆续退出,从而造就了台积电今天的市场地位。其实AMD与台积电合作的历史悠久,最早可以追溯到他们通过收购进入GPU领域,对于AMD而言,它必须努力确保其处理器设计可以在台积电的工厂生产。

因为台积电7纳米与英特尔10纳米芯片处于同一级别,至少到英特尔推出自己的下一代芯片之前,AMD的芯片都将是市场上最先进的芯片。而AMD转向台积电之后,让台积电加工Radeon图形芯片,使得AMD的工程设计难度大大降低。

尽管英特尔渐渐从10nm重大失误中恢复过来,但台积电在很久以前就赢得了这场代工大战,这得益于该公司拥有苹果芯片、通信和视频芯片的订单。从逻辑上来说,台积电下一步想要争夺的就是CPU/PC/服务器芯片市场,而AMD就是一个非常好的载体。

台积电如今已经是AMD的重要合作伙伴,并且,随着GF的退出,AMD已经无法脱离台积电,台积电通过控制芯片的供应成本来控制AMD的利润,降低成本把控AMD市场份额,从而与英特尔竞争。而AMD本身就不存在一个晶圆厂该有的固定成本和边际增量成本两个问题,因此,AMD与台积电密切合作也是很正常的事情。

台积电芯片制程已领先

英特尔10nm工艺与台积电的7nm工艺在性能上是大致相当的,但是英特尔可能因为技术上出现“钴”的障碍问题,导致10nm工艺在2019年第一季度才能开始实现量产,这已经落后台积电大概9个月左右的时间了。但是不管怎么说,英特尔能够“打破常规”,并且量产计划趋于稳定,至少让我们可以期待英特尔最新产品带来的技术创新。

反观台积电的芯片制程,已经保持领先地位。不仅如此,台积电还相继规划了5nm以及3nm的制程发展,其中5nm制程预计2019年试产,2020年量产;3纳米制程,按照进度显示将在2021年完成设备安装,预计2022年年底到2023年年初量产。

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