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台积电(TSM.US)技术路线图全解读:7nm总揽市场,5nm正在路上

时间:2019-07-31 16:39来源:未知 作者:admin 点击: 136 次
半导体走业不悦目察 本文来自 微信公多号“半导体走业不悦目察”,作者:李寿鹏。 台积电(TSM.US)是晶圆代工周围毫无疑问,的绝对王者。 拓墣产业钻研院日前发布的2019年Q2全球TOP

半导体走业不悦目察

本文来自 微信公多号“半导体走业不悦目察”,作者:李寿鹏。

台积电(TSM.US)是晶圆代工周围毫无疑问,的绝对王者。

拓墣产业钻研院日前发布的2019年Q2全球TOP10晶圆代工厂榜单表现,台积电Q2以49.2%的市场份额高居十大榜首,遥遥领先于排名第二的三星(市场份额为18%)。这统共都是得好于他们昔时多年来的重大投入和浓重的积累。

    2019年第二季度全球前十晶圆代工厂排名

在昨日于上海举办的台积电2019中国技术论坛上,他们对外展现了公司在晶圆代工方面的实力,同。时还吐露了公司异日的发展倾向和一些新的工艺节点、封装、RF和eNVM等一系列的技术细节。

工艺路线:7nm总揽市场,5nm正在路上

在移动、HPC、AI和5G等需求推动下,7nm工艺制程成为了市场的香饽饽。而迄今为止这通盘都是台积电的营业。

该公司总裁魏哲家在昨日的技术论坛上外示,台积电是全球第一家大周围量产7nm工艺的晶圆代工厂,现在市面上所有用7nm工艺制造的芯片,通盘都是台积电生产的。从2018年量产以来,公司在7nm上面取得了主要的挺进。

    据介绍,迄今为止,台积电7nm已经获得了60个NTO(New Tape Out的缩写,也就是新产品流片),在2019年这个数。字也将会突破100个。这就带动了公司7nm产能的飙升。原料表现,2018年,台积电7nm的产能较之2017升迁了一倍,2019年的产能更将比去年升迁1.5倍。据泄露,台积电7nm今年的产能将会等效于100万片12寸晶圆,这个工艺所攻克公司的营收比例也越来越高。

    台积电2019年Q1的营收分布(遵命迥异节点划分)

如上图所示,统计2019年Q1的财报。吾们能够看到,台积电7nm工艺的营收占比已经高达22%,这是台积电现有的节点中贡献最多的。而这个比例在去年前期不值一挑。倘若吾们翻看台积电的财报。,吾们会发现,他们现在已经风俗于靠着先辈工艺发掘晶圆代工的第一桶金,这也是他们近年来所外现出来的一个清晰特征。自然,这必要他们重大的投入才能获得效果。

在7nm工艺之后,台积电推出了7nm 工艺,行为台积电首个行使EUV光刻技术的节点,台积电的7nm 的逻辑密度是前一代工艺(7nm)的1.2倍,在良率方面的外现和7nm相比也不分伯仲。根,据他们的规划,这个工艺将会在2019年下半年投入量产。

    在7nm和7nm 工艺之后,台积电推出了6nm工艺,遵命台积电的说法,这个工艺将会在异日相等长的一段时间内扮演主要的角色。

从他们的介绍吾们得知,得好于他们对7nm和答用在7nm 上的EUV的晓畅,他们隆重推出了这个能够获得更幼die,将逻辑密度升迁18%,同。时还能缩短制程复杂性,升迁良率的工艺。据晓畅,这个工艺能够赞许现有的7nm客户将其IP和设计直接迁移到6nm工艺上,开发者不必要做任何的转折,行使之前用在7nm的设计flow和EDA就能直接生产。这个工艺在异日会成为7nm 和7nm的接任者,在台积电7nm规划中举足轻重,这个工艺也将会在2020年Q1试产。

    在6nm之后,台积电还在技术论坛上挑到了特意为移动和HPC答用优化的5nm工艺,据泄露,经由过程创新设计,台积电将这一代工艺的逻辑密度,SRAM尺寸和模拟密度都升迁了一个等级,这个工艺也在今年三月份进走了风险试产,公司预估在明年2月将量产5nm工艺,据台积电方面介绍,这将会是第一个行使High Mobility Channel FinFET的节点,届时他们也将成为全球第一个进入5nm的Foundry。

    在5nm之后,台积电也规划了一个性能添强版的5nm 工艺。据介绍,这个工艺较之5nm将有7%的速度升迁,15%的功耗降矮。它将与5nm共用相通的设计规则。从台积电方面的介绍吾们得知,他们展望这个工艺将会在2020年准备停当。

    谈到5nm 之后的工艺规划时候,台积电谈到了他们FinFET和纳米线等先辈晶体管结宣战High Mobility Channel、Ge和2D原料上的看法。他们同。时还挑到了创新low—k原料,在他们看来,这些将会是异日半导体工艺演进的关键撑持。

    先辈封装:从COWOS到WOW的组织

在工艺节点进入了28nm之后,由于受限于硅原料自己的特性,晶圆厂和芯片厂倘若还想经由过程晶体管微缩,将芯片性能遵命之前的步伐升迁,这是基本不能够的,为此各大厂商现在都最先追求从封装上着手去升迁性能,台积电是当中的一个先驱。

最先,打入多多客户内部的台积电Bumping服务是台积电封装营业的一个基本以来。据介绍,超过90%的7nm客户都选择了台积电的bumping服务。

    其次就是Cowos营业。八年前。在台积电2011 年第三季法说会上,台积电创首人张忠谋毫无预兆掷出重磅炸弹──台积电要进军封装周围。他们推出的第一个先辈封装产品是CoWoS(Chip on Wafer on Substrate)。有趣就是将逻辑芯片和DRAM 放在硅中介层(interposer)上,然后封装在基板上。

    据介绍,自推出以来,台积电COWOS封装技术获得了超过50个客户的选用,公司在这个封装技术上也获得了业界最高的良率。在他们看来,COWOS将会在异日越来越主要,市场需求也会逐渐升迁,台积电也会从各个角度来优化,简化客户COWOS设计流程,添快产品的上市速度。

    这个封装技术也能为创新挑供各栽各样的赞许。

    除了bumping 和COWOS之外,InFO(Integrated Fan-Out)也是台积电封装武器库里的另一个杀手锏。所谓InFO,就是整相符型扇出技术。这是一项非穿孔技术,是专为如移动及消,耗性产品等对成本敏感的答用开发出来的封装技术。

    据介绍,这栽技术分为三类:一栽是InFO_oS(Integrated Fan-Out on substrate),另一栽是InFO_mS( Integrated Fan-Out memory on substrate),还有一栽是InFO_POP.

    此外,台积电还推出了另类的InFO工艺SoW(System on Wafer)。

    台积电方面外示,这两个封装技术将会在公司的先辈封装组织中扮演主要角色,也能够为AI、服务器、网络、AI推理和移动等芯片挑供全方位的赞许。

    根,据台积电的划分,以上几栽属于他们的后段3D封装。为了进一步推动芯片性能的升迁,台积电也推出了前道3D封装工艺SOIC(system-on-integrated-chips)和崭新的多晶圆堆叠(WoW,Wafer-on- Wafer)。

    台积电方面进一步外示,通事后段3D封装的效果是获得了一个能够直接行使的芯片,而行使前道封装获得了则只是一个异构芯片,还必要吾们进走封装才能获得可用的芯片。

    所谓SoIC是一栽创新的多芯片堆栈技术,能对10纳米以下的制程进走晶圆级的接相符技术。该技术异国突首的键相符组织,所以有更佳运作的性能。

    具有革命性意义的工艺技术Wafer-on-Wafer (WoW,堆叠晶圆),就像是3D NAND闪存多层堆叠相通,将两层Die以镜像手段垂直堆叠首来,有看用于生产显。卡GPU,创造出晶体管周围更大的GPU。据介绍,WoW技术经由过程10μm的硅穿孔手段连接上下两块die,如许一来能够在垂直倾向上堆叠更多die,也意味着die之间的延伸通信极大地缩短,引入更多的中间。

    不止逻辑芯片:追求更大的成长空间

台积电最为人所知的就是他们在逻辑芯片上的外现,其实除了逻辑芯片外,他们还在多个周围周详开花。

最先看RF方面,台积电一方面在面向wifi和毫米波等市场,将工艺去16nm FinFET推进,公司将经由过程工艺改造,让整个节点拥有更好的外现。而遵命他们的预估,spice/SDK会在2020年Q1推出。从下图吾们能够看到,台积电甚至还将推出7nm的RF工艺,有关的spice和sdk也会在2020年下半年准备停当。台积电同。时还在RF-SOI上投资,以其获得更周详的RF产品代工服务。

    在模拟方面,台积电也有普及的组织。

    CIS代工也是台积电外现不错的一个方面;

    高敏感度麦克风也是台积电的一个关注点。

    还有为高端OLED准备的工艺。

    为PMIC准备的工艺也外现特出。

    值得一挑的是,台积电还在eNVM上进走投入,追求MCU等答用上将eFLASH代替。据介绍,他们的40nm RRAM在2018年上半年就风险试产了,而28nm/22 nm的RRAM也会在2019年下半年风险试产;他们同。时还拥有比eflash还快三倍写速度的22nm MRAM,这个工艺也在2018年下半年就风险试产。

能获得上述成功,正如前文所说,台积电的重大投入功不走没。

据介绍,台积电近些年每年的研发投入都达到100亿美金。在这些不息投入的推动下,公司除了技术挺进外,产线的产能也做到了每月1200万片12寸晶圆和1100万的八英寸晶圆。

这些投入积累与台积电联手EDA和IP等企业打造的OIP(open innovation platform)一首,成为台积电征战异日市场的根,本。

该新闻由智通财经网挑供

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