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晶片製作工藝 2018量產的7nm(蘋果/華為/高通/比特幣礦機),未來的5nm

    製造工藝指製造CPUGPU的製程,或指電晶體閘電路的尺寸,單位為納米(nm)。目前主流的CPU製程已經達到了14-32納米(英特爾第五代i7處理器以及三星Exynos 7420處理器均採用最新的14nm製造工藝),更高的在研發製程甚至已經達到了7nm或更高。

 2018年下半年,晶片行業即將迎來全新7nm製程工藝,而打頭陣的無疑是移動晶片,目前已知的包括蘋果Apple A12/華為麒麟980以及高通驍龍855都是基於7nm工藝

    今年下半年,手機晶片將進入到7nm時代,而目前已經投產7nm的僅有臺積電一家,三星半導體的7nm目前還沒有確切訊息傳出,英特爾的10nm還在難產。蘋果Apple A12/華為麒麟980以及高通驍龍855都是由臺積電代工,因此從工藝製程來說這三款晶片沒有差異,更多的差異在於IC設計。

  事實上,對於7納米制程,三星和臺積電兩大晶圓代工龍頭都早已入手佈局,以便爭奪IC設計業者們的訂單。其中,日前傳出三星原定在2018年破土動工的韓國華城18號生產線,動工時間已經被提前到了2017年的11月,以便在2019年能夠進入7納米制程的量產階段。其中,18號生產線將會架設10多臺極紫外光(EUV)裝置,以強化生產效能。

  至於,臺積電在7納米制程的佈局,根據臺積電高層之前在法說會上的說法,表示目前已經有12個產品設計定案,這使得第一代7納米制程將會在2017年底或2018年達成量產。至於,第二代的7納米制程則會在2019年達成量產的目標,製程中也將匯入EUV的技術。因此,在不論是三星,或者臺積電都將在7納米制程上都將引入EUV(

極紫外光刻(Extreme Ultraviolet Lithography),常稱作EUV光刻,它以波長為10-14納米的極紫外光作為光源的光刻技術。具體為採用波長為13.4nm 的軟x 射線。極紫外線就是指需要通過通電激發紫外線管的K極然後放射出紫外線。)技術的情況下,而這種被視為延續摩爾定律(摩爾定律是由英特爾(Intel)創始人之一戈登·摩爾(Gordon Moore)提出來的。其內容為:當價格不變時,積體電路上可容納的元器件的數目,約每隔18-24個月便會增加一倍,效能也將提升一倍。換言之,每一美元所能買到的電腦效能,將每隔18-24個月翻一倍以上。這一定律揭示了資訊科技進步的速度。)的裝置,正是被寄望能推動未來製程進步的重要關鍵。

  因此,就7納米制程這個節點的狀況來看,在一定程度上也是被EUV裝置所控制,而EUV裝置卻是被荷蘭半導體裝置廠商艾司摩爾(ASML)所控制的。ASML是一家從事半導體裝置設計、製造及銷售的企業,自1984年從飛利浦獨立出來之後,在2016年先後宣佈收購漢微科及蔡司半導體24.9%股份。而這家壟斷了高階光刻機市場的廠商,其股東中就包含英特爾(intel)、臺積電和三星。根據ASML公佈的2017第2季財報,公司單季的營收淨額為21億歐元,毛利率為45%。

 在7nm之後,臺積電的下一站將衝刺5nm,據AnandTech稱,和初代7nm工藝相比,5nm製程可以縮小電晶體體積45%,效能提升15%,功耗降低20%。5nm EUV工藝將於2019年4月進行小規模的試產。

 

採用7nm工藝製作的晶片有哪些

蘋果A12處理器晶片

蘋果每年都會推出自己的旗艦手機,而處理器效能也是最受關注的引數之一,最新的手機採用蘋果的A12處理器。A12處理器採用了7nm的製作工藝,在功耗問題上有了很大的改進。有業內人士稱,A12處理器是第一個實現量產應用的7nm移動SoC晶片。據悉,相比上代處理器,A12處理器的架構還是Fusion,採用的是六核設計的CPU,GPU效能提高一半。

麒麟980處理器晶片

今年是華為手機大豐收的一年,銷量超越蘋果躍居全球第二,其自主研發的麒麟980處理器也於今年八月底推出。這是華為第一款採用7nm製作工藝的處理器,效能提升明顯,功耗上也表現出色。據華為介紹,這款處理器依然是八個核心,內部組成是四核A76+四核A55,同時麒麟980的GPU效能較上一代強很多 。

高通驍龍8150處理器晶片

相對於蘋果、華為新亮相的手機處理器星光閃耀,似乎曾經的霸主高通有點跟不上節奏。其實不然,高通的驍龍8150即將採用7nm工藝,這款姍姍來遲的處理器配備獨立的NPU晶片, AI運算能力提升明顯。據可靠訊息,三星可能在下一代的旗艦 GalaxyS10 系列手機上採用驍龍 8150處理器,預計離量產也不遠了。

MTK Helio M70 處理器晶片

聯發科的手機處理器出貨量不錯,但侷限於中低端,在高階上一直未能獨佔鰲頭。聯發科近日表示,它們的Helio M70 處理器將於2019 年出貨,這是一款採用7nm工藝的手機處理器,也是支援5G的處理器,效能相對於上一代有大大的提升。

三星Exynos 9820晶片

三星和高通關係密切,高通很多的旗艦處理器均由三星首發,在7nm這個關鍵節點上,三星也想闖出屬於自己的一片天地。據業內人士透露,三星Exynos 9820處理器,將採用7nm工藝,同時運用 2+2+4的大中小DynamIQ架構組合,兩個M4核心,採用自研的CPU和GPU。

位元大陸BM1391晶片

比特幣市場帶動了ASIC晶片的發展,位元大陸和嘉楠耘智是目前這個市場的領導者。位元大陸的BM1391晶片採用了7nm工藝,據介紹,這款晶片集成了超過10億個電晶體,設計這款晶片的目的是提升挖礦效率。因為採用了最新工藝設計,晶片可以明顯提升雜湊率算力,同時保持低能耗,這款晶片即將量產。

嘉楠耘智挖礦晶片

今年八月,嘉楠耘智推出了自己的7nm晶片,這也是一款ASIC晶片,已實現量產,並運用於阿瓦隆A9礦機。據筆者瞭解,當時這款晶片的釋出在國內引起了巨大的轟動,業內稱它是全球首款7nm晶片。據悉,運用該晶片的礦機算力相對與上一代提升很多,功耗卻不到一半。

英特爾7nm晶片EyeQ5

英特爾的晶片在電腦上可以說是打遍天下無敵手,但在無人車上應用很少。近日,有媒體爆料,英特爾將在未來推出採用7nm工藝的EyeQ5晶片。據悉,這款晶片功耗為10W,採用雙路CPU系統,每顆TDP為5W。

AMD Zen 2處理器晶片

作為一個老牌的晶片巨頭,AMD公司近日對外界公佈,它們的Zen 2處理器已經設計完成,Zen 2處理器預計年底試樣,將採用最新的7nm工藝。Zen 2處理器相對於上一代產品在架構和工藝上均有改進,效能和功耗也更加優秀,最快可能在2020年實現量產。