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    IC先进制程之战,台积电三星如何角逐?
    作者: 张心怡      来源: 中国电子报、电子信息产业网      更新时间:2019-04-27 11:11:29

      近日,台积电、三星掀起集成电路先进制程的新一轮搏杀,交错公布在7nm EUV、6nm、5nm的最新进展。随着制程跨过7nm大关,台积电、三星成为继续推动先进制程前进的仅有的两个玩家。在7nm EUV与5nm两个竞争焦点,台积电与三星如何角逐?代工市场的竞争格局将发生怎样的变化呢?

      三星积极进取,台积电紧守阵地

      4月16日,三星宣布完成5nm FinFET研发,较其7nm芯片特定面积晶体管数量增加了25%,速度提高10%,耗能降低20%,首款6nm芯片也完成了设计定案,预计2019年下半年进入量产。当晚,台积电跟进宣布6nm技术即将面世,预计2020年第一季度试产。本月初,台积电已经公布5nm进入试产阶段的消息。相比7nm工艺,基于ARM Cortex A72核心的全新5nm芯片能够提供1.8倍的逻辑密度,性能提升达15%。

      在7nm节点,三星被台积电全面压制。2018年4月,台积电采用DUV技术,率先实现7nm量产,苹果A12、华为麒麟980、高通骁龙855等几乎所有在2018年面世的7nm处理器皆采用台积电制程。而三星希望率先在7nm节点导用EUV技术,实现对台积电的领先,研发进展相对缓慢,在2018年没有商用产品问世。自家处理器Exynos 9820也采用8nm LPP工艺打造,在制程上被苹果、华为拉开差距。

      但三星也并非没有还手之力。采用EUV技术的7nm产品预计今年4月开始出货,Exynos 9825有望成为首款搭载7nm EUV的处理器。此外,三星7nm EUV斩获了IBM订单,双方将合作开发下一代高性能计算处理器。本次高调宣布7nm EUV、6nm、5nm进展,显示出三星在代工市场的进取心。据TrendForce公布的数据显示,今年一季度三星在芯片代工市场的份额将达到19.1%,较去年的14.9%提升近三成,而台积电的市场份额则出现了下滑,从去年的50.8%下降到48.1%。在三星宣布5/6nm进展后,素来低调的台积电选择第一时间回应,也表现出台积电捍卫市场份额的决心。

      7nm EUV与5nm是竞争焦点,双方的机遇和挑战

      三星和台积电有两个竞争焦点,一是谁先大规模量产7nm EUV,二是谁能率先量产5nm。半导体行业专家莫大康向《中国电子报》记者指出,台积电与三星各有所长,综合EUV在生产过程的应用程度、配套技术、企业模式等因素,台积电与三星差不多,台积电在宣传及客户忠诚度方面更有优势。

      三星电子副董事长金基南曾在股东大会上表示,相信三星将能够先于竞争对手大规模生产7nm EUV产品。尽管在2018年年底就传出7nm EUV量产消息,三星至今没有明确的商用产品,原因在于EUV的实用化过程困难重重。莫大康向记者指出,EUV的困难体现在整个制程,包括光刻胶、Pellicle、缺陷检查、光源功率以及设备的稳定运行等各个环节。他估计,EUV在半导体行业扩行至少需要1-2年。

      “TSMC的EUV已经从4层扩大到10多层, 在3D封装、管理,包括模式,中立(只代工不像三星是IDM)等均有优势;而三星试图‘全EUV’,然而(实践起来)可能有困难。”莫大康说。

      赛迪研究院集成电路研究所副所长朱邵歆也向《中国电子报》记者指出,晶圆代工是否使用EUV,更多是代工企业和设计企业共同研发和决定,会综合成本和效率等因素。这意味着,即便三星的“全EUV”能够落地,除非具备优秀的性价比,才会被设计厂商采纳。

      在5nm节点,台积电进度更快。TrendForce拓墣产业研究院分析师陈彦尹向《中国电子报》记者表示,虽然三星有自家手机处理器需求为基础,但台积电已经与众多客户有着长年积累的合作关系。4月3日,台积电官方宣告5nm进入风险性试产,而三星在差不多的时间仅仅完成技术开发,台积电更胜一筹。

      但是,在5nm节点,研发费用将激增到5亿美元,除了通信基带、高性能服务器、人工智能、手机领域的少数玩家,大多数芯片设计厂商无力跟进,需要市场培育期。

      未来,双方的制程之战将更加艰巨。三星已经验证了3nm工艺性能,台积电的3nm工厂也正式通过环评。莫大康指出,在5nm到3nm的研发中,晶体管架构将发生改变,环栅、纳米线以及导线金属材料(由钴代替铜)随之变化,可谓周期长、代价高,双方都将面临挑战。

      除了“数字游戏”,代工还能怎么玩?

      台积电、三星的“数字游戏”,除了带动手机芯片、高性能计算继续向前迈进,也影响着代工市场的竞争格局。

      陈彦尹向《中国电子报》记者指出,代工厂商的分工越来越明显。首先,台积电、三星成为先进制程工艺的重点供应商,先进制程在两者代工事业的比重逐渐增强,2019年台积电的7nm营收贡献有望挑战30%(2018年仅占9%)。其次,英特尔虽没有明确公布在晶圆代工事业的进展,但有不少迹象指出,英特尔短期内会以服务器、NB IOT等自身需求为主,不会与台积电、三星正面较量。其他代工从业者则会更加注重10nm以上的市场。

      那么,台积电、三星、英特尔以外的代工厂商该如何进行差异化竞争呢?

      首先是持续优化成熟制程的性价比。陈彦尹认为,晶圆代工从业者可基于更加成熟的制程,持续强化成本结构、提升产品性能,来吸引更加多元的客户订单。

      其次是提升特色工艺的丰富程度。赛迪研究院集成电路所研究成果显示,随着5G商用步伐加快,新能源汽车、物联网等新兴领域快速发展,对模拟、射频、电源管理、传感器等特色代工需求不断增长,代工企业可紧跟新兴技术市场,加大对特色工艺的研发力度。

      另外,代工从业者应增强对设计环节的理解程度,深化与设计厂商的合作模式。朱邵歆向《中国电子报》记者表示,设计企业和代工企业之间的绑定关系会更加牢固,双方合作研发合作开拓市场,可以形成虚拟的IDM模式,甚至过渡到共享IDM模式。


    [我要纠错]    责任编辑:廖雪婷 
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