臺(tái)灣積體電路制造公司（TSMC）宣布將在2018年上半年開始生產(chǎn)7納米工藝芯片。與此同時(shí)臺(tái)積電還正在研發(fā)5納米芯片制作工藝，并有望在2020年上半年投產(chǎn)。
許多人認(rèn)為臺(tái)積電芯片工藝加速推進(jìn)到10納米似乎對于英特爾來說是一種威脅。2020年之前英特爾都不可能會(huì)大量生產(chǎn)10納米芯片。英特爾計(jì)劃將在今年推出新一代14納米Kaby Lake芯片，而臺(tái)積電的10納米芯片也將在今年問世，遠(yuǎn)遠(yuǎn)將英特爾芯片甩在身后。
英特爾應(yīng)該擔(dān)憂嗎？
許多投資者擔(dān)心在臺(tái)積電的沖擊下，英特爾將難保芯片制造業(yè)界領(lǐng)先地位。臺(tái)積電即將量產(chǎn)10納米芯片的勢頭似乎注定要將英特爾拉入未來10納米內(nèi)芯片的工藝大戰(zhàn)中，但現(xiàn)實(shí)并不一定會(huì)這樣。
隨著芯片制造工藝越來越向10納米級(jí)別靠近，工藝尺寸開始顯得不那么重要了，不同廠商對工藝節(jié)點(diǎn)的客觀定義也不同，比如英特爾、臺(tái)積電、格羅方德和三星。把一個(gè)工藝節(jié)點(diǎn)定義為半個(gè)引腳中心距和晶體管柵極長度的日子已經(jīng)一去不復(fù)返了，如今一個(gè)特定的工藝節(jié)點(diǎn)具有許多特征指標(biāo)，比如芯片面積、功耗、頻率調(diào)節(jié)等等。在制作集成電路的過程中，比如制作微處理器，工藝節(jié)點(diǎn)的這些特征極大程度上決定了最終處理器成品的性能。
最重要的是技術(shù)，不是尺寸
從10納米工藝起的芯片如果采用了極紫外光刻（EUV）技術(shù)，那么工藝節(jié)點(diǎn)的尺寸就要顯得更重要了。英特爾此前曾打算利用最新EUV技術(shù)生產(chǎn)10納米芯片。2014年英特爾又表示說EUV技術(shù)可能不足以在短期內(nèi)滿足10納米芯片生產(chǎn)工藝。英特爾高級(jí)研究員Mark Bohr說：
“我們想用EUV技術(shù)制作7納米芯片，但我不敢保證可以做到。于是我們現(xiàn)在開始探索其他辦法。我覺得會(huì)有其他辦法。剛開始我們能做到很好的電子元器件密度和成本控制，但如果我有EUV，我能做到更好。所以我們現(xiàn)在還在想辦法利用EUV制作7納米芯片，但我們絕不敢打包票說一定能行?！?/p>
EUV是什么？它為什么這么重要？EUV全稱紫極外光刻（Extreme Ultraviolet Lithography），是一種利用波長只有13.5毫微米的“極紫外”光線制作芯片的最新高科技技術(shù)?，F(xiàn)在其他非EUV的光刻技術(shù)用的是波長為193毫微米的“深紫外”光線。
如今掌握最頂尖EUV技術(shù)的是一家荷蘭高科技公司阿斯麥（ASML Holding N.V），該公司生產(chǎn)的紫極外光刻機(jī)能利用激光等離子體技術(shù)制作芯片。但這項(xiàng)技術(shù)目前還在不斷研發(fā)改進(jìn)中，還不能用它大規(guī)模量產(chǎn)芯片。
整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)都依賴于EUV
2015年7月，英特爾公司宣稱由于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)現(xiàn)在面臨諸多挑戰(zhàn)，所以摩爾定律節(jié)奏開始變慢了。把芯片生產(chǎn)工藝提高到10納米確實(shí)十分具有挑戰(zhàn)性。在EUV技術(shù)完全成熟之前，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)別無選擇只能退而求其次使用其他非EUV技術(shù)。不過阿斯麥公司堅(jiān)定表示EUV技術(shù)“仍然是把摩爾定律帶回正規(guī)的關(guān)鍵所在?！?/p>
為什么非EUV技術(shù)不能勝任10納米以下規(guī)格的芯片制造？這是因?yàn)榉荅UV設(shè)備的光束波長太長，很難做到10納米規(guī)格那么細(xì)微的生產(chǎn)工藝。這也不利于芯片生產(chǎn)廠商降低成本。
誠然，一旦EUV技術(shù)開始正式投入使用，那么芯片生產(chǎn)廠商必然能重回摩爾定律發(fā)揮作用的時(shí)代。臺(tái)積電聯(lián)合CEO劉德音（Mark Liu）說，“我們已經(jīng)在EUV技術(shù)生產(chǎn)芯片方面取得重大進(jìn)展，比如用EUV技術(shù)制作5納米芯片?！边@也可能意味著雖然臺(tái)積電計(jì)劃在今年內(nèi)開始量產(chǎn)10納米芯片，但不一定會(huì)使用EUV技術(shù)生產(chǎn)10納米芯片，甚至7納米芯片也不一定能用得著EUV。
到2017年至2019年，英特爾將會(huì)開始投產(chǎn)三種10納米芯片，它們分別叫做Cannonlake，Icelake和Tigerlake。到2018年，臺(tái)積電的7納米芯片有望進(jìn)入市場。要不是借助了強(qiáng)大的EUV技術(shù)，臺(tái)積電的10納米芯片將很難與英特爾的相抗衡。
結(jié)論
阿斯麥公司是目前全世界唯一在EUV技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備上初獲成功的公司，其競爭對手日本 Gigaphoton株式會(huì)社雖然被遙遙領(lǐng)先，但后者也在這方面取得了一些重要進(jìn)展。Gigaphoton成立于2000年，是最有望稱為繼阿斯麥之后的全球第二家EUV技術(shù)和設(shè)備供應(yīng)商。對于芯片生產(chǎn)廠商來說這是一件好事，有競爭才能有發(fā)展。
正如阿斯麥所宣稱，EUV能讓摩爾定律重回正軌。如果所言屬實(shí)，那么我想鑒于英特爾已經(jīng)和阿斯麥達(dá)成了一筆40億美元的研發(fā)資金和股權(quán)投資協(xié)議，英特爾的業(yè)界領(lǐng)先地位就沒那么容易被臺(tái)積電超越了，包括三星和格羅方德也是一樣。