Intel 10nm工藝還在苦苦掙紮, 台積電和三星已經開始量產7nm, 下一步自然就是5nm, 台積電近日也首次公開了5nm的部分關鍵指標, 看起來不是很樂觀.
明年, 台積電的第二代7nm工藝會在部分非關鍵層面上首次嘗試使用EVU極紫外光刻系統, 工藝節點從CLN7FF升級為CLN7FF+, 號稱晶體管密度可因此增加20% , 而在同樣密度和頻率下功耗可降低10% .
台積電5nm(CLN5)將繼續使用荷蘭ASML Twinscan NXE: 3400 EUV光刻機系統, 擴大EUV的使用範圍, 相比於第一代7nm晶體管密度可猛增80% (相比第二代則是增加50% ).
看起來很厲害, 不過 能帶來的實際頻率提升只有15% , 而同等密度和頻率時功耗也只能降低20% , 對比第二代7nm提升就更有限了.
不過台積電還提供了一個名為 '極低閾值電壓' (ELTV)的可選項, 號稱能將頻率提升幅度增加到25% , 但未解釋具體是如何做到的.
工藝不斷演化, 但是帶來的提升卻越來越有限, 足以顯示半導體技術難度和複雜度的急劇增加, 當然也不排除台積電這幾年在工藝命名上太任性, 不像Intel那麼老老實實.
如此有限的提升, 不知道能不能吸引客戶跟進, 畢竟要充分考慮成本的. 好消息是台積電這幾代新工藝, 大家都是 '趨之若鶩' , 比如7nm到今年底將有50多款晶片流片, 覆蓋從高性能到嵌入式各種領域.
目前, 台積電EUV 7nm工藝的基礎IP已經完成晶片驗證, 但是嵌入式FPGA, HBM2, GDDR5等關鍵模組要到今年底或明年初才能完成, 5nm則會在今年7月完成0.5版本, 大量IP模組諸如PCI-E 4.0, DDR4, USB 3.1則要等到2019年.
設備方面, 台積電將為5nm開設一座新的晶圓廠Fab 8, 引入多台新光刻機, 但是 目前EUV光刻機的平均日常功率只有145W, 部分可以持續幾周做到250W, 都不足如完全投入商用, 預計要到今年晚些時候才能達到300W, 仍需進一步改進.
還有 EUV光刻掩膜材料的問題, 目前極紫外線的通透率只有83% , 明年才能超過90% .
