台積電7nm AI晶片訂單 海思、寒武紀、比特大陸在握

作者：DIGITIMES張語芯

台積電曾信誓旦旦其在7納米工藝製程以下訂單市場占有率將是「100%」，此言不虛，目前國內最紅火AI晶片，包括華為海思、寒武紀、比特大陸，以及未來更具潛力的多家AI客戶，目前積極考慮從28納米轉進更高階節點，進一步與台積電轉進1X納米以下合作。

在7nm節點，台積電已經是雄心勃勃，AMD官方近日證實，首批7納米Vega預計將在2018年稍晚開始送樣，生產製造方由台積電執行。

雖然AMD CEO Lisa Su並未進一步說明，但以台積電目前7納米客戶群至少50家來看，超微或許是看上了台積電在7納米製程生產製造技術方面的成熟度，反未採用先前配合的格芯（GlobalFoundries）。

據悉，台積電7nm晶片流片，新工藝性能可較上一代提升35%、功耗降低65%，未來升級到5nm之後性能還能再提升15%，功耗降低20%。

客戶群主要是涉及到CPU、GPU、AI晶片、加密貨幣晶片、網絡、遊戲、5G、自動駕駛晶片等領域。

台積電7納米客戶缽盆滿盈

於國內客戶方面，台積電目前已經明確手握至少前幾大IC設計7納米訂單，包括華為海思今年下半年將推出的麒麟980晶片，將從10納米改升級換代7納米，原本供應鏈傳出海思有意尋求第二代工廠分散供貨，三星積極搶進，不過，目前則是在台積電投片量產穩紮穩打中。

寒武紀發布新一代1M AI晶片IP也間接證實了，寒武紀晶片採用台積電最新7納米工藝下，展現極高的效能比。

而寒武紀的IP指令集預料也將延續與海思麒麟970的合作，近一步與麒麟980集成在台積電下單，為華為下半年發布旗艦新機做準備。

另一方面，2018年，比特大陸繼續向台積電下出大單。

比特大陸對製程工藝的要求從16納米工藝逐步推向12納米工藝，並考慮過採用台積電的7納米工藝，主要的目的是讓自研的挖礦晶片挖礦晶片效能進一步提升，大舉推升台積電7nm產出量。

憑藉挖礦定製晶片，比特大陸已經成為世界最大的比特幣晶片和礦機解決方案供應商，2017年營收25億美元。

比特大陸成功開發並量產了多款ASIC定製晶片和整機系統，在數字貨幣晶片領域成功量產數十億顆晶片，擁有最先進的7nm製程設計經驗。

其中最具代表性的是其運用在加密數字貨幣礦機中的BM晶片系列。

N7+節點用上EUV光刻機

據了解，台積電第一代7nm工藝沒有使用EUV光刻工藝，N7+節點才會用上EUV光刻機，不過製造過程的改變，N7+工藝電晶體密度提升大概20%，功耗降低10%。

7nm之後台積電還計劃在2020年發布全新的5nm製造工藝，該技術將又比7nm、7nm+有大幅度提升，預計今年進入風險試產5nm工藝，與最初7nm工藝相比，台積電的5nm工藝大概能再降低20%的能耗，電晶體密度再高1.8倍，至於性能，預計能提升15%，若使用新設備的話可能會提升25%。

若在2020年5nm工藝投入大規模的生產之後，台積電還會在2021年推出5nm+的進階產品，也就是對性能、功耗、面積上有所增強，而再往後2022年，台積電則將挑戰的下一代工藝也就是3nm。

DIGITIMES Research分析認為，IC製造於人工智慧(Artificial Intelligence；AI)領域，高效能運算(High Performance Computing；HPC)與物聯網(Internet of Things；IoT)將是二大重要平台與技術研發方向。

而目前看來7納米可以兼顧高性能與低功耗，將可成為AI晶片領域關鍵工藝製程技術平台。

7納米領先群 業者愈來愈少

就前段IC製造技術而言，晶片效能的提升可透過微縮製程技術升級與電晶體結構改變等途徑達成。

其中，微縮製程技術升級方面，7納米製程具備高效能、高密度、低功耗等技術優勢，台積電、三星電子(Samsung Electronics)、英特爾(Intel)皆具備7納米製程量產能力，Globalfoundries也將於2020年上半導入7納米製程，這些業者為人工智慧HPC領域的領先群。

但從各主要晶圓代工業者布局觀察，台積電雖居技術領先地位，但Globalfoundries的12納米FD-SOI具備超低功耗與低成本優勢，有機會分食台積電於IoT的市場；聯電與中芯國際在IoT領域皆以28納米PolySiON製程為主，日後升級至14/16納米製程。