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與非網(wǎng) 9 月 30 日訊，隨著制程的進(jìn)一步縮小，芯片制造的難度確實(shí)已經(jīng)快接近理論極限了。
制程工藝是指 IC 內(nèi)電路與電路之間的距離。制程工藝的趨勢是向密集度愈高的方向發(fā)展。密度愈高的 IC 電路設(shè)計(jì)，意味著在同樣大小面積的 IC 中，可以擁有密度更高、功能更復(fù)雜的電路設(shè)計(jì)。
微電子技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，主要是靠工藝技術(shù)的不斷改進(jìn)，使得器件的特征尺寸不斷縮小，從而集成度不斷提高，功耗降低，器件性能得到提高。芯片制造工藝在 1995 年以后，從 500 納米、350 納米、250 納米、180 納米、150 納米、130 納米、90 納米、65 納米、45 納米、32 納米、28 納米、22 納米、14 納米、10 納米、7 納米、5 納米，一直發(fā)展到未來的 3 納米。下面，我們來梳理一下業(yè)界主流先進(jìn)制程工藝的發(fā)展情況。
28nm
由于性價(jià)比提升一直以來都被視為摩爾定律的核心意義，所以 20nm 以下制程的成本上升問題一度被認(rèn)為是摩爾定律開始失效的標(biāo)志，而 28nm 作為最具性價(jià)比的制程工藝，具有很長的生命周期。
目前，行業(yè)內(nèi)的 28nm 制程主要在臺(tái)積電、格芯，聯(lián)電，三星和中芯國際這 5 家之間競爭，另外，2018 年底宣布量產(chǎn)聯(lián)發(fā)科 28nm 芯片的華虹旗下的華力微電子也開始加入競爭行列。
雖然高端市場會(huì)被 7nm、10nm 以及 14nm/16nm 工藝占據(jù)，但 40nm、28nm 等并不會(huì)退出。如 28nm~16nm 工藝現(xiàn)在仍然是臺(tái)積電營收的重要組成部分，特別是在中國大陸建設(shè)的代工廠，就是以 16nm 為主。中芯國際則在持續(xù)提高 28nm 良率。
14/16nm
4nm 制程主要用于中高端 AP/SoC、GPU、礦機(jī) ASIC、FPGA、汽車半導(dǎo)體等制造。
目前來看，具有或即將具有 14nm 制程產(chǎn)能的廠商主要有 7 家，分別是：英特爾、臺(tái)積電、三星、格芯、聯(lián)電、中芯國際和華虹。
同為 14nm 制程，由于英特爾嚴(yán)格追求摩爾定律，因此其制程的水平和嚴(yán)謹(jǐn)度是最高的，就目前已發(fā)布的技術(shù)來看，英特爾持續(xù)更新的 14nm 制程與臺(tái)積電的 10nm 大致同級(jí)。英特爾公司自己的 14nm 產(chǎn)能已經(jīng)滿載，因此，該公司投入 15 億美元，用于擴(kuò)大 14nm 產(chǎn)能。
三星方面，該公司于 2015 年宣布正式量產(chǎn) 14nm FinFET 制程，先后為蘋果和高通代工過高端手機(jī)處理器。目前來看，其 14nm 產(chǎn)能市場占有率僅次于英特爾和臺(tái)積電。
臺(tái)積電于 2015 下半年量產(chǎn) 16nm FinFET 制程。與三星和英特爾相比，盡管它們的節(jié)點(diǎn)命名有所不同，三星和英特爾是 14nm，臺(tái)積電是 16nm，但在實(shí)際制程工藝水平上處于同一世代。
2018 年 8 月，格芯宣布放棄 7nm LP 制程研發(fā)，將更多資源投入到 12nm 和 14nm 制程。
聯(lián)電方面，其 14nm 制程占比只有 3%左右，并不是其主力產(chǎn)線。
中芯國際方面，其 14nm FinFET 已進(jìn)入客戶試驗(yàn)階段，2019 年第二季在上海工廠投入新設(shè)備，規(guī)劃下半年進(jìn)入量產(chǎn)階段，未來，其首個(gè) 14nm 制程客戶很可能是手機(jī)芯片廠商。據(jù)悉，2019 年，中芯國際的資本支出由 2018 年的 18 億美元提升到了 22 億美元。
華力微電子方面，該公司研發(fā)副總裁邵華發(fā)表演講時(shí)表示，華力微電子今年年底將量產(chǎn) 28nm HKC+工藝，2020 年底將量產(chǎn) 14nm FinFET 工藝。
12nm
從目前的晶圓代工市場來看，具備 12nm 制程技術(shù)能力的廠商很少，主要有臺(tái)積電、格芯、三星和聯(lián)電。但聯(lián)電于 2018 年宣布停止 12nm 及更先進(jìn)制程工藝的研發(fā)。
10nm
到了 10nm 這個(gè)節(jié)點(diǎn)，行業(yè)玩家就只剩下臺(tái)積電、三星和英特爾了。
總的來說，臺(tái)積電還是領(lǐng)先的，其典型產(chǎn)品就是 2017 年為蘋果代工的 A11 處理器。而三星也緊跟步伐，在 10nm 這個(gè)點(diǎn)，雙方的進(jìn)度相差不大，但總體水平，臺(tái)積電仍然略勝一籌。
7nm
在 7nm，目前只有臺(tái)積電和三星兩家了，而且三星的量產(chǎn)時(shí)間相對于臺(tái)積電明顯滯后，像蘋果、華為、AMD、英偉達(dá)這樣的 7nm 制程大客戶訂單，幾乎都被臺(tái)積電搶走。在這種先發(fā)優(yōu)勢下，臺(tái)積電的 7nm 產(chǎn)能已經(jīng)有些應(yīng)接不暇。
在 5nm 一下制程節(jié)點(diǎn)已經(jīng)鮮有玩家了，目前只有臺(tái)積電和三星這兩家，臺(tái)積電稱將于明年量產(chǎn) 5nm，而三星似乎要越過 5nm，直接上 3nm。
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