2月底的MWC受疫情影响取消,但科技行业的发布会数量不会减少。2月18日,高通召开线上沟通会,带来了最新一代5G芯片——骁龙X60。与骁龙X55相比,其峰值速率提升其实并不明显,但有几个突出亮点:制程工艺升级至5nm,是全球首款发布的5nm芯片;支撑天线组体积缩小,整体可以做的更小。过去几年,我们可以清晰地发现芯片制造工艺突飞猛进。2016年,手机旗舰芯片的制程还是14nm,现在已经一步步升级到7nm。2020年将批量推出采用5nm芯片的产品。台积电、三星争夺5nm目前芯片制造领域实力雄厚的代工厂并不多。在掌握最先进工艺方面,台积电和三星是最有资格的玩家。台积电:上半年量产根据台积电公布的信息,5nmEUV制程将于今年上半年量产,产能将提升至月产7万-8万片晶圆下半年。根据台积电去年底公布的论文数据,台积电的7nm工艺每平方毫米可生产约9627万个晶体管,而5nm晶体管密度是其的1.83倍,即每平方毫米可生产1.77亿个晶体管。.此外,与7nm相比,台积电的5nmEUV能效提升15%,功耗降低30%。目前测试芯片平均良率80%,峰值良率90%。知名科技外媒AnandTech在分析文章中指出,目前参与测试的芯片结构比较简单,真正投产的芯片会更加复杂,良品率也会下降。当然,从目前的进展来看,台积电上半年实现5nm量产问题不大,下半年我们将看到搭载5nm芯片的智能设备大规模出货的一年。三星:追赶7nm制程,三星落后台积电一步。无论是高通骁龙855、骁龙865,还是苹果的A12、A13,以及华为的麒麟980、麒麟990,都采用了台积电的7nm。三星首款7nm芯片是自家的Exynos9825,于去年8月发布。最新的Exynos990也采用了7nm工艺。在5nm工艺上,三星加快了脚步。去年,三星在Q3财报中透露,5nm工艺已经进入流片阶段。三星5nm继续使用7nmLPP工艺的晶体管,密度是其密度的1.33倍,性能提升10%,功耗降低20%。目前,在7nm工艺上,台积电依然保持领先,有望获得各大芯片厂商的订单。不过,三星的5nm制程已经可以超越台积电的7nm和英特尔的10nm,已经赶上了,订单也不会少。谁先吃第一批5nm?刚刚发布的骁龙X60是目前第一款采用5nm工艺的芯片。明年初。在产品层面,骁龙X60是骁龙X55的升级版,也是高通目前推出的第三代5G解决方案。据外媒报道,三星获得了骁龙X605nm订单,并负责生产这款5G芯片。不过,未来骁龙X60的部分订单可能仍由台积电负责,两家公司将联手拿下这笔大单。此外,苹果今年的A14处理器基本确定采用台积电5nm工艺,成为台积电最大客户。关于A14,目前我们能得到的信息还是相当少的。外媒MacWorld称,在5nm工艺的情况下,A14的晶体管数量可达125亿,在GeekBench中的多核跑分可能达到4500分,甚至超过5000分。国内知名数码博主@i冰宇宇不久前也在微博透露,苹果A14芯片的运行性能分为单核1559和多核4047,相比A13有比较大的提升.至于尚未发布的iPadPro2020,使用的芯片估计是A13X,GPU性能有了很大的提升。不过作为平板产品,它对芯片功耗的敏感度相对较低。估计A13X还是会和A13一样采用台积电的7nm工艺。除了苹果A13和高通骁龙X60,大概率采用5nm技术的芯片还有麒麟1020、骁龙875、AMDZen3处理器等。此外,据供应链消息,比特大陆的5nm芯片已经进入去年底流片阶段,估计是AI芯片产品。据悉,台积电首批5nm客户主要是苹果,其次是华为,估计要到2021年才能在消费级芯片上普及。当然,无论是2020款iPhone,还是华为新旗舰Mate,5nm都会成为它们的重要卖点。摩尔定律的终结还有多久?50多年前,著名的摩尔定律被提出:集成电路上的晶体管数量每18个月翻一番。在过去的几十年里,芯片的性能以惊人的速度迭代更新。进入触屏智能手机时代后,手机芯片的发展突飞猛进,不断突破制造工艺的限制。按照台积电公布的规划,5nm还远未到尽头,未来将向3nm、2nm迈进。按照最乐观的估计,台积电将在2024年实现2nm工艺的量产,这还有四年时间。去年Hotchips国际大会上,台积电研发主管黄汉森在演讲报告中表示,摩尔定律依然有效,并未消亡或放缓。他甚至表示,到2050年,晶体管的尺寸将缩小到0.1纳米。从三星公布的路线图来看,其工艺演进路线为7LPP——6LPP——5LPE——4LPE。而且,三星下一个重点目标是3nmGAA工艺。如果未来两年量产,将实现对台积电的反超。台积电和三星都没有停止在工艺上的演进和升级。至少就目前而言,距离摩尔定律真正失效还有很长一段时间。当然,在芯片制造中,每改进一次工艺,投入的成本就会增加很多。为了解决工艺问题,科技巨头不得不投入巨资进行研发,建设一座3nm或2nm晶圆厂需要数百亿美元的投资。近日,台积电在媒体沟通会上宣布,2020年的支出将在150亿至160亿美元之间,其中80%将用于扩大产能,包括7nm、5nm和3nm。站在半导体产业金字塔顶端的三星电子也宣布,未来十年将斥资1160亿美元用于晶圆制造。这也意味着,未来先进制程的芯片制造成本可能会更高,能够负担得起的芯片厂商可能只有苹果、华为、高通等巨头。试图在芯片领域自主发展的新厂商将面临更高的技术和资金壁垒。同样,在晶圆制造方面,台积电和三星占据了绝对优势,其他厂商想要追赶也变得相当困难。不过,中芯国际在这个过程中的进展非常快。去年三季度实现14nm量产,比计划提前一年,12nm也被提上日程。中芯国际有望获得华为等厂商的芯片订单。在依然严峻的形势下,我们还有最基本的芯片制造能力。
