眾所周知,芯片,被稱為現(xiàn)代工業(yè)文明的掌上明珠,是世界上最難掌握的核心技術(shù)之一,同樣也是衡量一個國家科技實(shí)力的標(biāo)準(zhǔn)之一。芯片上的成就,將會直接決定一個國家的科技水平。隨著高科技時代的發(fā)展,半導(dǎo)體行業(yè)各個產(chǎn)業(yè)鏈分工也十分明確,上游材料、設(shè)備,中游設(shè)計(jì)、制造,下游封測等環(huán)節(jié)集結(jié)于一體。然而只有三星和英特爾則一枝獨(dú)秀,將其設(shè)計(jì)、制造、封測三大環(huán)節(jié)于一體,從不依賴于別人。
芯片其實(shí)是沙子做成的,這一點(diǎn)很多人應(yīng)該都知道,但是從沙子到芯片,這個過程是非常漫長并且重要的,每一個步驟都非常不容易。從某種程度上來說,對于美國,我們應(yīng)該感謝。
芯片的重要性,不言而喻,如果沒有芯片,那么我們的生活至少要倒退幾十年的時間。如今芯片已經(jīng)滲透到我們生活的方方面面,在各行各業(yè)中的占比也是越來越嚴(yán)重。
芯片產(chǎn)業(yè)鏈中,芯片的制造應(yīng)該是最困難的了。全球能夠生產(chǎn)制造芯片的代工廠也是少得可憐。其中臺積電就是全球最大的芯片晶圓代工廠,占據(jù)了全球50%以上的市場份額。臺積電擁有最先進(jìn)的就是優(yōu)勢,再加上其實(shí)ASML公司股東的身份,使得其穩(wěn)坐全球第一大芯片代工廠的地位,長年屹立不倒。
如今芯片的制程工藝已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了5nm水平,不過能夠量產(chǎn)5nm乃至7nm芯片的代工廠,全球也只有三星和臺積電,這兩家廠商的芯片代工水平,已經(jīng)將其它代工廠遠(yuǎn)遠(yuǎn)地甩在了身后。
在全球芯片代工市場,亞洲的企業(yè)占據(jù)了領(lǐng)先的地位,而米國公司的影響力則在逐年下滑。其中最典型的兩個例子就是臺積電和三星,它們分別是世界第一、第二大芯片制造商,無論是工藝技術(shù)還是整體實(shí)力,都要領(lǐng)先于米國公司,位居行業(yè)頂尖。眾所周知,三星和臺積電都是雙方唯一的對手,不過當(dāng)下的情況依然是臺積電更勝一籌,掌握的5nm工藝也比三星的更加穩(wěn)定。
三星展示的這顆芯片,是3nm工藝的芯片首次在全球亮相,更重要的是,三星的3nm芯片不僅比臺積電更早實(shí)現(xiàn)流片,而且技術(shù)方面也更具優(yōu)勢。關(guān)于3nm,三星亮出全球首款存儲芯片。雖然并不是運(yùn)用于手機(jī)處理器,但是能取得在3nm技術(shù)工藝上的突破,說明采用同類制程,未來也是可以用于手機(jī)處理器的。具體來說,三星的3nm芯片采用的是MBCFEF技術(shù),而臺積電依然還是采用的FinFET技術(shù)。根據(jù)三星公布的數(shù)據(jù)來看,使用MBCFEF技術(shù)的3nm芯片,相比上代芯片晶體密度將提升80%,性能和能效能提升30%,功耗則可以降低50%。
三星首秀3nm芯片精準(zhǔn)卡位臺積電,這背后意義重大。
在芯片制造領(lǐng)域,臺積電向來一家獨(dú)大,最先進(jìn)的5nm工藝橫掃天下,三星也只是勉強(qiáng)追平,前浪英特爾則完全被甩開。
作為舊時代IDM雙杰之一,三星對此一直無法接受,所以在2019年啟動“半導(dǎo)體2030計(jì)劃”,計(jì)劃10年內(nèi)投資133萬億韓元(約7900億元)成為全球最大的半導(dǎo)體公司,先進(jìn)制程為規(guī)劃重點(diǎn),目標(biāo)就是趕超臺積電。
而臺積電基于FinFET技術(shù)打造的3nm芯片,顯然是不及三星的。
臺積電方面表示,3nm工藝相比上代,晶體管密度提升70%,能效提升11%,功耗僅降低了27%,可見功耗確實(shí)是個大問題。
不出意外的話,三星將可以借助MBCFEF技術(shù),更好地控制芯片漏電率和功耗翻車的問題,而臺積電FinFET技術(shù)的3nm芯片,功耗問題將變得尤為明顯。
也就是說,臺積電和三星是目前世界上唯二能生產(chǎn)出5nm芯片的代工廠,它們在高端市場占據(jù)了壟斷的地位。這也能解釋得通為什么直到現(xiàn)在5nm芯片還是那么幾款,因?yàn)榕_積電和三星分身乏術(shù),它們既要完成客戶提交的訂單,又得提升自己的工藝水平。
對于臺積電和三星而言,在半導(dǎo)體行業(yè)中除了對方之外,基本上沒有競爭對手。如果放在以前,臺積電一直力壓三星一頭,每年都能抓住一半以上的市場份額。而隨著三星的努力進(jìn)步,如今這種差距已經(jīng)越來越小了。
在全球半導(dǎo)體行業(yè)中,芯片工藝以28納米為主要分水嶺,28納米以上的工藝稱為傳統(tǒng)工藝,28納米以下的工藝稱為先進(jìn)工藝?;氐街悄苁謾C(jī)終端,目前已經(jīng)量產(chǎn)的最先進(jìn)的工藝技術(shù)無疑是5nm,比如高通驍龍的888芯片,蘋果的A14芯片。
其中, 高通驍龍888芯片最早由三星5納米工藝生產(chǎn)。蘋果A14和華為麒麟9000芯片由臺積電完成最近,三星在IEEE國際集成電路會議上公布了世界上第一個3納米工藝的SRAM存儲芯片,實(shí)現(xiàn)了更尖端的技術(shù)突破。
三星5納米工藝不如臺積電,不僅量產(chǎn)時間晚很多,還被稱為“7納米改良版”,其實(shí)不是5納米。當(dāng)然,7nm和5nm行業(yè)都沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。如果這是真的,臺積電和三星就有問題。
無論如何,5納米工藝芯片已經(jīng)成為主流。其實(shí)三星3nm芯片只是搶了一個“時間差”,因?yàn)閾?jù)業(yè)內(nèi)消息,臺積電明年也將實(shí)現(xiàn)3nm工藝芯片量產(chǎn),蘋果下一代A15芯片將直接采用。
總而言之,三星突破到3nm芯片制程,對全球的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)而言,都是一個巨大的飛躍。而全新的GAAFET晶體管技術(shù),也將為各大芯片代工廠提供一個新思路,幫助它們不斷地向前進(jìn)步。希望我們國內(nèi)的芯片產(chǎn)業(yè)也能夠盡快崛起,達(dá)到和臺積電、三星一樣的高度。接下來三星和臺積電究竟誰輸誰贏,當(dāng)前還不好判斷勝負(fù),未來仍有很多的變數(shù)。那么你更希望誰能在3nm工藝上占領(lǐng)高地呢?
如果說三星預(yù)計(jì)在明年正式推出3nm工藝芯,那么臺積電勢必也會跟上腳步,而英特爾則依舊停留在7nm,所以在明年的芯片角逐當(dāng)中也就只有這兩家半導(dǎo)體企業(yè)能夠分出勝負(fù)。而作為新秀中芯國際以及臺灣的聯(lián)發(fā)科近些年是否能夠?yàn)槲覀儙眢@喜呢?拭目以待吧!歡迎在評論區(qū)留言,談?wù)勀愕目捶ā?