《電子技術(shù)應(yīng)用》
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臺積電7nm工藝量產(chǎn) 功耗降低65%

2018-05-07
關(guān)鍵詞: 臺積電 7nm

7nm節(jié)點,臺積電已經(jīng)是雄心勃勃,除了AMD官方提到的7nm Vega芯片之外,臺積電還手握50多個7nm芯片流片,新工藝性能可提升35%或者功耗降低65%,未來升級到5nm之后性能還能再提升15%,功耗降低20%。




英特爾在14nm、10nm工藝上的難產(chǎn)給了其他半導(dǎo)體公司趕超的機會,由于2019年之前都無法推出10nm芯片,而三星、臺積電的7nm工藝今年就會量產(chǎn)了,這一輪競爭中英特爾真的輸了,哪怕官方多次宣布自家的10nm工藝在性能、晶體管密度上比其他家的7nm節(jié)點還好也沒用了。在7nm節(jié)點,臺積電已經(jīng)是雄心勃勃,除了AMD官方提到的7nm Vega芯片之外,臺積電還手握50多個7nm芯片流片,新工藝性能可提升35%或者功耗降低65%,未來升級到5nm之后性能還能再提升15%,功耗降低20%。




EEtimes今天報道了臺積電的工藝路線圖,官方公布了7nm及未來的5nm工藝細節(jié),首先是第一代7nm工藝,今年將會量產(chǎn),后面還有50多個芯片陸續(xù)流片,涉及到CPU、GPU、AI芯片、加密貨幣芯片、網(wǎng)絡(luò)、游戲、5G、自動駕駛芯片等等行業(yè)。




7nm工藝的性能將提升35%,或者功耗降低65%,芯片密度達到3倍水平——原文這里沒提到是跟誰對比,不過不可能是10nm,臺積電官網(wǎng)上跟10nm工藝對比的結(jié)果是性能提升20%或者功耗降低40%,芯片密度1.6倍,因此這里對比的很可能是臺積電的16nm工藝。




第一代7nm工藝沒有使用EUV光刻工藝,N7+節(jié)點才會用上EUV光刻機,不過這個是制造過程的改變,N7+工藝的性能沒什么變化,晶體管密度提升大概20%,功耗降低10%。




此外,N7+工藝雖然目前的良率不錯,但是還有一些關(guān)鍵單元要到今年底或者明年初才能搞定,完整用于N7+工藝的EDA工具大概要等到8月份。




7nm之后臺積電今年還要風(fēng)險試產(chǎn)5nm工藝,與最初7nm工藝相比,臺積電的5nm工藝大概能再降低20%的能耗,晶體管密度再高1.8倍,至于性能,預(yù)計能提升15%,不過使用新設(shè)備的話可能會提升25%。




按照之前的規(guī)劃,臺積電的5nm工藝預(yù)計會在2020年量產(chǎn),那時候英特爾順利的話可能會進入7nm節(jié)點了。

 
   臺積電7nm后的發(fā)展方向  
 

7nm工藝之后,臺積電計劃推出7nm+版本。不僅如此,臺積電還計劃在2020年發(fā)布全新的5nm制造工藝,該技術(shù)將又比7nm、7nm+有大幅度提升,從而進一步顯著改善移動處理器。




公司聯(lián)合首席執(zhí)行官魏哲家表示,臺積電在256M的SRAM芯片上看到了“兩位數(shù)的良率”,以及將會使用5nm工藝制造“更大的測試芯片”。




這里所說的良率,指的是所生產(chǎn)的芯片能同時滿足性能和功耗指標(biāo)的百分比。其中的收益率是和技術(shù)的健康程度成正比的。




目前臺積電在5nm工藝上的工作仍未全部完成,良率也偏低,與符合智能手機所需要的處理器成本來說,遠遠不能滿足。不過這是一個非常好的里程碑技術(shù),如今也處于正軌之上。




魏哲家表示,一些臺積電的主要客戶——可能是智能手機處理器大咖級制造商——已經(jīng)在用該技術(shù)設(shè)計“功能模塊”了。




雖然這些客戶目前還不能使用該技術(shù)來設(shè)計完整的產(chǎn)品,但可能正處于流片測試階段,以實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)。當(dāng)這一套設(shè)計完成時,設(shè)計人員則可以非常容易的使用5nm技術(shù)來用到別的產(chǎn)品上。




盡管臺積電開發(fā)過一些壽命較短的技術(shù)——如20nm、10nm——但這5nm技術(shù)應(yīng)該不屬于其中。近年來,臺積電將轉(zhuǎn)型為長壽命節(jié)點技術(shù)的公司。




根據(jù)魏哲家的說法,5nm工藝將擁有較長的壽命,它也非常具有成本效益,這就意味著,該技術(shù)將被更廣泛的使用,不僅僅是那些追求高性能的產(chǎn)品。




因此,在2020年5nm工藝投入大規(guī)模的生產(chǎn)之后,臺積電還會在2021年推出5nm+的進階產(chǎn)品,也就是對性能、功耗、面積上有所增強,




再到2022年,我們就可以期待臺積電的下一次飛躍——3nm。




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