製程微縮漸入瓶頸 半導體製造需尋求改變

【天極網手機頻道】在即將過去的2016年，整個IT行業在不斷接受新的挑戰和革新。

2016年半導體行業最大的新聞並不是哪家的製程更新了，而是哪家被誰收購了。

誠然，在半導體日益受到重視的今天，所有的動作都被聚光燈籠罩。

收購的目的在於資源整合，製造商可以為用戶定製定位更加精準、體積更小的產品，這也是半導體製程微縮的最大目的以及存在的意義。

2016年處理器製程微縮的情況

2016年的處理器製程並沒有出現過大的改革，依舊在延續著2015年的14nm/16nm製程。

蘋果的A10處理器依舊採用台積電的16nm FinFET工藝，高通驍龍820、821則將驍龍810的20nm製程提升到14nm工藝。

雖然台積電和三星都宣稱它們轉進到14nm和16nm製程之中，不過在實際的使用中，台積電與三星的技術工藝並沒有達到14/16nm，它們實際上是將原來20nm工藝的改良版成為14nm/16nm，明年的10nm才是真正意義上的製程更新。

而他們兩家之間的製程爭奪也漸趨白日化。

蘋果A10處理器

在桌面級處理器方面，由於英特爾的Tick-Tock戰略失效，他們不得不將原有的製程更新時間延長到3年，不過在經歷了Broadwell跳票之後，英特爾終於在2016年將民用級的SkyLake處理器中將製造工藝提升到14nm。

與台積電、三星不同的是，英特爾作為半導體巨頭，他們的14nm製程是已經達到了製程要求，這也是為什麼台積電、三星在爭著10nm誰先出貨，而英特爾無動於衷的原因。

半導體製程工藝來到了臨界點已經是眾所周知的事情，從英特爾的22nm升級到14nm就用了三年時間，而今後的製程更新時間會越來越長，如何讓晶片更加節能、體積更小成為半導體的熱門話題。

在微縮製程腳步變慢的時候，處理器廠商開始在封裝技術上進行攻關。

台積電之所以可以在三星手上搶走全部的A10處理器訂單，得益於台積電的扇出型晶圓封裝技術(InFO)，讓封裝完成的處理器可以減少20%的體積、降低40%的功耗。

光刻機

製程微縮依然還要繼續，畢竟製程微縮還是半導體進步中重要一個方法。

要進一步微縮製程，就必須要提到一個重要的工具——光刻機。

目前的半導體所使用的光刻機是深紫外光(DUV)，深紫外光光刻機在28nm後到達了極限，20nm就需要通過二次刻蝕的方法來微縮製程工藝，但多次刻蝕並不是微縮製程的最佳方法，因為成本實在太高了。

20nm製程之內的開始使用EUV(極紫外光)光刻機，它的線寬為10~15nm，在理論上可以應用到7nm以內的製程工藝上。

除了光刻機的改進之外，半導體製造商還在積極尋求另外一種解決辦法，那就是放棄傳統的2D平面技術，轉進到3D立體中。

從2D轉進到3D已經有了成功的實例，NAND快閃記憶體已經成功了，而且在不斷地加強層數堆棧，所以3D技術也是未來發展的重點。

ARM架構加入伺服器處理器市場競爭

今年ARM的大新聞除了被軟銀收購之外，另外一個重大新聞就是有基於ARM架構處理器廠商即將加入伺服器處理器市場的爭奪。

對於近些年在伺服器市場一家獨大的英特爾來說，基於ARM指令設計的集處理器是X86架構處理器的挑戰者，雖然英特爾早就開始布局物聯網，不過ARM還是會讓他們感到擔憂的。

因為物聯網在今後將會是網際網路的核心，而雲計算就是物聯網的大腦。

伺服器平台

雖然這幾年英特爾在伺服器市場一家獨大，不過英特爾伺服器處理器也存在著一定的水土不服，內存容量、I/O和處理性能不成比例的問題確實存在，在這方面，ARM處理器的表現則更加出色。

X86處理器的性能強大，主要是其採用了不等長的指令集(CISC)，在執行效率方面更高;ARM架構的處理器採用等長的指令集(RISC)，在尋找指令集方面更為迅速。

不過指令集只是處理器性能中一部分，另外一個重要的部分就是指令集的執行優化了。

編輯感言：時至今日，半導體已經成為我們生活中不能或缺的一部分，無論是電視機還是智能移動設備都有它的身影。

而中央處理器(CPU)則是它最前沿的戰場，製程工藝的更新以及性能的比拼就可以看得到。

移動處理器的開發設計都需要得到ARM的許可，而英特爾並不需要，x86架構的專利及技術就掌握在他們手中。

在沉寂已久的伺服器市場，AMD希望Zen架構能夠為他們帶來足夠的支持，撼動英特爾霸主地位;而ARM則希望通過自己苦苦建立的移動處理器市場，將觸覺延伸到伺服器市場。

誰又能成為今後的半導體領軍者，或許就在這一戰之後揭曉。