從三星虎口奪食!台積電持續獨占蘋果訂單的秘訣
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集微網消息(文/鄧文標)1931年出生的張忠謀先生是半導體領域罕見的「奇才」,其開創晶圓代工(Foundry)模式,成就一批批IC設計廠商,張忠謀也由此一路見證了全球IC產業的興起。
雖然張忠謀於今年6月5號正式退休,但是他對半導體產業的發展趨勢仍有著不可低估的預判。
數日前,在台積電一次內部溝通會上,張忠謀展望未來全球半導體產業發展有5個比較大的推動力量,分別為第一個是中國市場,第二個是光刻的EUV技術,第二是2.5D和3D的封裝,第四個是AI,第五個是特殊材料和RI。
其中也有台積電未來持續經營的方向。
台積電南京有限公司總經理羅鎮球表示,台積電是一個對技術追求非常執著的公司,在過去30多年時間裡,台積電一直在追求技術,從二零零幾年開始進入了無人區,一直摸索前行,包括未來的2.5D封裝、3D封裝,還有EUV技術。
7nm之後,並非是突破5nm
台積電最早是從2微米、3微米開始做,如今在10nm之後,最新的7nm工藝也已量產出貨,蘋果新推出的A12仿生處理器就是由台積電獨家代工製造。
A12處理器基於台積電7nm工藝製程生產,與之前的10nm FinFET製程相比,7nm FinFET實現1.6倍的邏輯密度,20%的速度提升,以及40%的功率減少。
台積電預計,今年底可以看到有50個客戶的產品導入台積電7nm工藝;在7nm之後,台積電將要突破並量產的工藝製程並不是5nm,而是
N7plus。
羅鎮球透露,在7納米後,台積電在開發另一個更先進的工藝,叫N7plus,會用EUV。
用EUV技術做出7納米的plus,可以比7納米製程還要再縮小,到目前為止它的良率已經跟7納米的工藝很接近了。
目前半導體製程的主流光源是氬氟雷射,波長為 193 納米,當電晶體尺寸已微縮到幾十納米時,就像用一支粗毛筆寫蠅頭小字一般,生產起來有點力不從心。
而極紫外光的波長僅有 13.5 納米,這也使得 EUV光刻機成為了攻克7nm之後、5nm甚至更高製程工藝的關鍵。
2.5D邁向3D,CoWoS是關鍵
從廣義來看,摩爾定律是不會停止,現在系統級封裝講的是堆疊,把不同的IC堆疊起來是立體的,以單位空間看晶片中的電晶體數仍以持續不斷的倍數增加,這正是2.5D、3D封裝帶來的應用趨勢。
羅鎮球表示,我們已經有2.5D封裝的集成產品,現在做3D的封裝,就是把兩個CoWoS開始做堆疊,或者是四片CoWoS做堆疊,這種異質性的堆疊,已經有很好的進展。
據了解,CoWoS 3D 封裝技術和InFO一樣,客戶能夠在單個器件上混合使用多個矽片,達到比傳統單片 IC 更高的集成度級別和容量,3D-IC 也將成為替代單片 IC 設計的可行主流解決方案。
以5G為例,現在5G手機已經在做了,5G晶片涉及的頻寬多,天線會很複雜,需要有更多集成化設計,台積電會採用有一種晶圓級扇出式封裝天線(InFO-AiP)技術,號稱外觀尺寸可縮小10%,天線增益可提高40%。
也正是因為InFO工藝,台積電才能長期獨占蘋果iPhone訂單。
據熟悉台積電的人士透露,台積電正將這一優勢持續拉大,未來蘋果兩代新iPhone的晶片訂單也都會由台積電獨供。
而三星為什麼長期無緣新iPhone晶片訂單?上述人士表示,按三星的堆疊技術應用,整個產品會越來越小,而iPhone要求更薄,台積電的堆疊技術正符合iPhone的預期,再加上異質性的整合,整個產品性能會更領先一步。
當前系統級封裝最重要的產品標準,不再是以線寬微縮為標準,如果沒有功能整合,沒有異質性整合是很難領先的。
羅鎮球表示,我們正在封裝上想辦法克服5G晶片面臨的問題,讓5G通訊能儘快實現,這需要能很快封裝到像手機這樣的大小產品中去,而且它的性能要更好,我們在2.5D/3D封裝上持續努力,已經有很好的進展。
(校對/叨叨)
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