晶圓代工廠的未來：台積電們如何找出路？

來源：本文由半導體行業觀察翻譯自extremetech，謝謝。

在過去幾年中，三星，台積電和GlobalFoundries們在競爭激烈（還是非常昂貴的）代工業務中都飽受爭議。

即使是曾經堅持按照自己的步伐前進的英特爾公司也已經採取了行動。

隨著每個新節點的成本上升，首要需求也增加了。

打破新節點的第一家公司往往會獲得許多利潤豐厚的合同。

在過去二十年的大部分時間裡，純粹的代工廠市場一直由台積電主導，但是三星在這一過程中擊敗了其台灣競爭對手（台積電）的14nm工藝，並且大賺了一筆。

Anandtech已經全面討論了每個代工廠如何接近下一代摩爾定律，他們打算部署的技術，以及哪些公司將會推出哪些節點技術（以及在什麼時間落地）。

整個文章絕對值得一讀，特別是如果您想了解三星的低功耗工藝與台積電相比的具體細節。

這是一次非常精彩的深度挖掘。

我們將繼續關注焦點問題，如下圖所示：

Anandtech公布的數據表格

讓我們按順序梳理一下。

GlobalFoundries將在未來12個月內繼續使用14LPP，但預計到2018年底，GF將開始大規模生產7nm。

HVM與消費產品不一樣;。

從生產開始，他們可能需要4到7個月的時間才能真正進入市場。

7nm DUV（常規193nm光刻技術）應該在2018年下半年開始，而GF則希望在2019年之前完成EUV和7nm布局。

我們以前討論過英特爾的代工計劃（下面的幻燈片有其他細節），以及它的10nm技術與三星和台積電的10nm技術有什麼不同：

英特爾今年將開始推出10nm移動設備，但它的台式機和HEDT預計將繼續使用14nm技術。

今年下半年至2018年，第三代14nm ++將首次亮相。

英特爾還沒有對EUV發表任何具體聲明，不過該公司暗示，它可能不會在5nm節點之前引入這項技術。

上圖總結了英特爾對不同流程節點有不同的指標要求的原因。

即使與「其他」14nm節點相比，其電晶體密度仍然高1.23倍。

注意：我們不知道三星或台積電的哪些具體流程節點與英特爾的產品進行了比較。

英特爾關於延續摩爾定律的論據是，它的10nm電晶體密度將比以往任何一代的14nm電晶體密度有更大幅度的提升。

與上一張幻燈片相同，但原始數字為電晶體密度而不是縮放點。

就電晶體柵極間距而言，20nm和第一代的14nm / 16nm節點與Intel的22nm節點大致相當。

後來的14 / 16nm產品在該指標上有所改善，但仍然落後於英特爾三年的節點。

與英特爾相比，純代工廠在金屬間距擴展方面的表現相對較好，但是它們仍然與英特爾的14nm不匹配，這使得其瞄準了10nm技術。

再次，它們預計將部署接近Intel 14nm技術的10nm節點。

一旦生產10nm產品，純代工業務就會超過英特爾的14nm電晶體密度，但英特爾認為其10nm密度將會明顯好轉。

這張幻燈片上有兩件有趣的事情。

首先，它證實了Intel 將部署一個14nm ++節點，如之前所傳聞的那樣，其第一代10nm將不能提供相同的性能。

今天的Kaby Lake客戶將不得不等待10nm ++，預計從現在到2020年，可以看到電晶體級性能改進超過Kaby Lake所提供的性能。

samsung - tsmc的配對是有趣的。

TSMC在10nm製程中似乎有更好的表現，他們還計劃在2018年將2017年的10nm轉到4nm製程。

相比之下，三星則計劃在多代產品上保持10nm的水平。

由於新工藝節點變得更加難以追逐，每個代工廠都採用了各種方法來定義節點的收縮。

這在英特爾公司是最明顯的，其10nm節點預計將相當於台積電7nm。

三星的EUV似乎沒有那麼早。

他的8LPP將是一個8nm節點，採用傳統浸沒式光刻技術來構建，而其7nm節點將在2019 - 2020年引入EUV，並使用CLN7FF +節點。

三星的Austin代工廠

EUV準備好了嗎？

評估這些路線圖時，要注意兩點。

首先，EUV（超紫外線光刻技術）仍然是一個主要的變量。

台積電，GlobalFoundries和英特爾都想引入EUV，因為它具有超過我們今天所能看到的雙重、三重和四重圖案的巨大潛力。

問題是EUV的部署成本非常昂貴，並且目前並未達到其需要達到的性能目標，它需要成為193nm光刻的可行替代品。

需要注意的第二點是，我們不知道任何一家公司的執行情況如何，我們也不能僅僅根據他們的任意編號來對節點進行比較。

當台積電成為市場的唯一，我們很容易將他們的65nm與45nm，或90nm與65nm進行比較。

現在，情況更加混亂了，每個節點都經過了多次修改，而且每個公司都採用自己的命名方案。

英特爾，台積電和GlobalFoundries都開始採用同一個節點的國歌版本技術，這說明繼續提供一致的性能提升有多困難。

十年前，在單個工藝節點上不斷疊代的想法沒有任何意義。

今天，它已經變得非常普遍。

我懷疑（雖然不能證明）這不僅僅是通過這一個工藝進行調整的代工節點。

這有一個多步驟的學習過程，其中，代工廠調整其技術，以更好地匹配給定類別的設備所需要的特性，而設備製造商（Qualcomm，Intel，AMD等）的開發人員調整其設計以更好地匹配該工藝。

這個過程長期以來被認為是英特爾最大的優勢之一，在與純粹的代工廠進行比較時，其退出平板電腦和智慧型手機市場的決定基本上不予考慮。

今天是《半導體行業觀察》為您分享的第1299期內容，歡迎關注。

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