《三星电子正努力改善5nm芯片制程工艺良品率》

  • 来源专题:光电情报网信息监测服务平台
  • 编译者: husisi
  • 发布时间:2020-07-22
  • 7月20日消息,据国外媒体报道,在芯片工艺方面,台积电领先于其他厂商,三星电子虽然稍晚,获得的订单也无法与台积电相比,但在工艺的推出时间方面也基本能跟上台积电的节奏,在台积电的5nm工艺已大规模量产的情况下,三星电子也在利用5nm工艺为相关的客户代工芯片。

    三星电子在去年,就已顺利研发出了基于极紫外光刻的5nm芯片制程工艺,而在上周六的报道中,外媒称三星电子已在利用5nm工艺为高通代工骁龙875G和735G处理器。

    但从产业链人士透露的消息来看,三星电子的5nm工艺,在良品率方面似乎还不太乐观,三星电子正在努力改善5nm工艺的良品率。

    这一产业链方面的消息人士还表示,三星电子不太满意的5nm工艺的良品率,是否会影响高通下一代5G旗舰智能手机处理器的推出,还有待观察。

    从三星官网所公布的消息来看,他们是在去年的4月份顺利研发出5nm芯片制程工艺的。去年的4月16日,三星电子在官网上宣布,他们5nm工艺的研发已经完成,并已准备好为客户提供样品。

    三星电子去年4月份在官网公布的信息还显示,同7nm工艺相比,他们的5nm工艺,能使芯片的逻辑区域效率提升25%,功耗降低20%,性能提高10%。

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  • 《中芯国际量产14nm制程芯片》

    • 来源专题:集成电路
    • 编译者:shenxiang
    • 发布时间:2019-10-21
    • 中芯国际近日表示,通过加大研发投入,14nm制程工艺芯片已经实现量产,并将于2021年正式出货。 继去年8月中芯国际首次宣布14nm芯片研发成功,到如今超预期实现量产,良率高达95%。这标志着中芯国际正式赶超台积电南京12寸厂的16nm制程工艺,追平台联电14nm制程工艺,正式跻身全球晶圆先进制程工艺代工厂的行列,这是中国半导体发展史上的重要里程碑。 对于芯片厂商而言,缩减制程数值是它们不遗余力去实现的目标。但是,当栅极宽度逼近20nm时,就会遇到新的技术瓶颈,导致研发难度和成本急剧上升:由于栅极过窄,对电流控制能力急剧下降,二氧化硅绝缘层会变得更薄,容易导致电流泄漏。因此,就需要光刻设备、绝缘材料、芯片栅极改制、FinFET 3D等新技术新工艺以突破技术壁垒。 从制程工艺的发展情况来看,从28nm到14nm是一道分水岭,随着摩尔定律逐步失效,制作更先进制程的芯片需要更长周期,业界至此也开始两极分化为具备先进制程或是传统制程的不同技术能力。 全球六大IC晶圆厂制程演进表在全球半导体业中,能实现14nm工艺节点的企业不到10家,包括英特尔、三星、台积电、格罗方得、联电、东芝、海力士、美光等。 中芯国际14nm芯片实现量产,获得的是成为全球晶圆先进制程工艺代工厂的入场券。至此,“中国芯”距离当前已经量产的最先进制程7nm仅相差两代,产品差距缩小到四年之内。 四年实现技术飞跃 作为中国大陆规模最大的集成电路芯片制造企业,中芯国际在2015年成功量产了28nm制程工艺芯片,并在短短四年实现了从28nm到14nm的飞跃,而台联电为此耗费了整整5年。 技术快速迭代,与中芯国际的高投入密切相关。2018年,中芯国际向荷兰ASML订购了一套EUV设备(极紫外线光刻机),据传是当时最昂贵和最先进的芯片生产工具,价值高达1.2亿美元,2019年初,这一设备已经如期交付。 据ASML官网介绍,这台价值1.2亿美元的设备,能够支持精细到5nm工艺节点的批量生产,拥有每小时155片的300mm尺寸晶圆雕刻能力。这为中芯国际成功实现14nm量产提供了关键设备支撑。在顶尖光刻设备的加持之下,可以想见,中芯国际距离12nm、10nm甚至7nm的时代也不会太遥远。 据公开报道,中芯国际14nm芯片目前已有超过10个流片客户,其中有车用芯片客户流片,并通过了车用标准Grade 1的测试门槛,众所周知,车用市场对芯片品质门槛要求最高。 对于全球大型芯片制造厂商而言,28nm芯片技术已经非常成熟,产能显得有些过剩。而在另一端,10nm以下制程技术则非常尖端,行业玩家只剩下金字塔尖的台积电、三星和英特尔。 而居于两者中间位置的14nm显然成为了中坚力量,成为绝大多数中高端芯片的主要制程。 有数据统计,在2019年上半年,整个半导体销售市场规模约为2000亿美元,其中65%芯片采用14nm制程工艺,仅10%左右的芯片采用7nm,25%左右采用10nm和12nm,14nm可以说是当下应用最广泛、最具市场价值的制程工艺。 随着5G和AIoT时代的到来,特别是在智慧城市、自动驾驶、安防物联网等领域各项产品日趋丰富,芯片也逐渐专注于针对特殊场景的优化,专用芯片即将迎来“百花齐放”的物种大爆发时代,广泛的AIoT场景,将让14nm制程的芯片拥有庞大的市场空间。 目前,国内已经有超过20家企业投入AI芯片的研发中来。而中芯国际对于关键制程的把控,意味着国内芯片设计企业和AI公司在应用14nm芯片产品方面获得更多的自主能力,从而实现真正完全的“中国智造”。
  • 《谷歌联合三星开发5nm芯片,对标苹果?》

    • 来源专题:光电情报网信息监测服务平台
    • 编译者:husisi
    • 发布时间:2020-05-07
    • 有消息称,谷歌与三星合作研发的处理器已经收到第一批工程样本。该处理器代号“Whitechaple”,采用三星5nm制程,将搭载在Pixel手机及Chromebook笔记本上。在自研了云端、边缘端处理器之后,谷歌自研手机处理器意欲何为?将对谷歌的生态、产品产生哪些影响? 面向终端设备的主处理器 据悉,谷歌与三星联合设计的5nm芯片是一枚“起到关键作用的”主处理器,对设备的运行速度、电池续航能力和性能起到决定性作用。该处理器采用Arm8核CPU,硬件针对谷歌机器学习进行优化,并支持谷歌助手和“始终在线”功能。 近期,谷歌收到了第一批工程样本。该处理器明年有望搭载在Pixel手机上,后续版本将搭载在Chromebook笔记本上。 谷歌一直在强化半导体业务能力。此前发布的Pixel手机上已经搭载了谷歌定制设计的机器学习和图像处理芯片,谷歌还从苹果、英特尔等竞争对手“挖角”了芯片工程师。但是,手机处理器需要CPU、GPU、通信基带等多个芯片,任何一个短板都将使谷歌无法完全摆脱对高通等芯片巨头的依赖。 补齐云边端芯片版图 无论是海外五大科技巨头“FAANG”(脸书、苹果、亚马逊、奈飞、谷歌),还是国内的“BAT”,都在进军芯片设计业务。早在2006年,谷歌就开始研究如何在数据中心中使用GPU、FPGA和定制ASIC。在科技巨头跨界“造芯”的道路上,谷歌是一支不可忽视的力量。 从2015年起,谷歌基于自主研发的定制化芯片TPU,完成了云-边、端-端的计算架构协同。2016年的I/O开发者大会上,谷歌公布了自主研发的定制化芯片TensorProcessingUnits(TPU),以强化数据中心的机器学习能力。 2017年,谷歌将第二代TPU引入谷歌云平台,后续推出的第三代云TPU利用谷歌云平台的AI服务运行及其学习模型,可实现单个Pod中每秒超过100千万亿次浮点运算性能。在云TPU的基础上,谷歌又推出了针对边缘侧的EdgeTPU。这款ASIC芯片是对CloudTPU和谷歌云服务的补充,能实现端到端、云端到边缘的基础架构。 在云计算、AI、5G的催化下,云边端一体化趋势增强。华为、阿里、英特尔等厂商都在践行“云-边-端”的计算架构协同。华为董事徐文伟表示,华为的价值主张是打造一个平台,把众多的传感器连接起来,实现连接+平台+AI+生态。为此,华为在端、边、云都推出并部署了AI芯片。在手机端,华为从麒麟970开始嵌入AI芯片,在边缘端,华为推出了应用于汽车的人工智能计算芯片Ascend310,在云端则部署了鲲鹏920等芯片。阿里云推出IoT边缘计算产品LinkEdge时宣布将打造云、边、端一体化的协同计算体系,并陆续推出用于设计制造高性能端上芯片的IP核玄铁910、SoC芯片设计平台“无剑”、云端芯片含光800,端云一体初步成型。 在终端侧,谷歌曾为手机主处理器设计辅助芯片,包括提升手机图像处理能力的PixelVisualCore,提升声音识别和转录能力的PixelNeuralCore等,以负载手机端的机器学习类任务。但是,随着云算力下沉、终端算力上升、边缘算力融合的趋势不断加强,拥有一颗针对自家生态进行优化的端处理器,才能更好地发挥谷歌在机器学习的优势和沉淀,让手机、笔记本等终端与谷歌的AI算力体系紧密贴合。 提升产品体验 2010年,苹果发布了采用自研处理器A4和自家操作系统iOS4的里程碑式产品iPhone4,自此摆脱了对三星处理器的依赖。 长期以来,谷歌安卓与苹果iOS是两大手机操作系统。苹果通过自研A系列处理器,让硬件更好地贴合软件系统需要,实现软硬件一体化。谷歌自研移动终端处理器,也有利于更好地发挥软件系统能力,通过软硬件协同优化终端体验。 “谷歌与苹果殊途同归,谷歌一直在建立半导体能力,在掌握软件的同时掌握硬件,这种软硬件一体化的方式无疑是推动服务深度整合的最好方法。自研处理器是谷歌打造闭环生态的初步尝试,也是第一步。”赛迪顾问集成电路产业研究中心分析师陈跃楠向记者指出。 集邦咨询分析师姚嘉洋向记者表示,由于智能型手机大多是以Android阵营为主,谷歌累积了庞大的数据库与AI运算资源,打造自有处理器有利于优化智能手机的AI应用。例如,让用户与手机语音助理之间的对话更为智慧,让语音助理更好地理解用户需求、语言翻译更为精确,省电与性能提升表现更为优异等,以Google现今的布局态势来看,确实会有这样的战略思考。 但是,手机处理器研发门槛高,属于资金、技术密集型业务,是块难啃的硬骨头。姚嘉洋表示,苹果之所以能在处理器领域如鱼得水,得益于先前的收购策略和早期投入,累积了相对丰富的处理器开发经验。加上苹果近年来在业务上的转型,服务相关收入日益攀升,推动整体获利提升,这成为处理器研发的坚实后盾,使得苹果在处理器开发上处于一定的领先地位。 与苹果类似,谷歌在移动芯片领域也有着早期收购和人才积累。在2010年A4处理器发布之前,苹果传出收购被用于手机和移动终端的芯片企业Intrinsity。同时,谷歌也传出收购芯片设计创业公司Agnilux。2017年,有消息称谷歌挖角了苹果的芯片设计师ManuGulati担任SoC系统架构设计师。 此前Gulati曾参与iPhone、iPad以及AppleTV等产品定制芯片的研发。同一年,谷歌斥资11亿美元收购HTC手机研发团队,进一步增强手机硬件的设计能力。去年,谷歌在印度班加罗尔成立了新的芯片团队,成员包括从英特尔、英伟达、高通聘用的工程师,目标是设计手机及数据中心芯片。 但是,谷歌自研手机处理器并非毫无风险。受限于Pixel手机的市场份额,谷歌需要把控处理器研发投入和产品收益的平衡。 “由于Pixel手机在市场仍属于少数,开发一颗5nm的主处理器置于智能手机中,单是开发费用动辄需要数百万甚至千万美元。尽管谷歌近年的营收表现十分优异,但若无法一战成名,恐怕不利于长期的处理器开发计划。”姚嘉洋说。