产品介绍

  而从制程工艺的发展状况来看，一般是以28nm为分水岭，来区分先进制程和传统制程。下面，就来梳理一下业界主流先进制程工艺的发展情况。

  由于性价比提升一直以来都被视为摩尔定律的核心意义，所以20nm以下制程的成本上升问题一度被认为是摩尔定律开始失效的标志，而28nm作为最具性价比的制程工艺，具有很长的生命周期。

  在设计成本一直上升的情况下，只有少数客户能负担得起转向高级节点的费用。据Gartner统计，16nm /14nm芯片的平均IC设计成本约为8000万美元，而28nm体硅制程器件约为3000万美元，设计7nm芯片则需要2.71亿美元。IBS的多个方面数据显示：28nm体硅器件的设计成本大致在5130万美元左右，而7nm芯片需要2.98亿美元。对于多数客户而言，转向16nm/14nm的FinFET制程太昂贵了。

  就单位芯片成本而言，28nm优势显著，将保持较长生命周期。一方面，相较于40nm及更早期制程，28nm工艺在频率调节、功耗控制、散热管理和尺寸压缩方面有着非常明显优势。另一方面，由于16nm/14nm及更先进制程采用FinFET技术，维持高参数良率以及低缺陷密度难度加大，每个逻辑闸的成本都要高于28nm制程的。

  28nm处于32nm和22nm之间，业界在更早的45nm阶段引入了high-k值绝缘层/金属栅极（HKMG）工艺，在32nm处引入了第二代 high-k 绝缘层/金属栅工艺，这些为28nm的逐步成熟打下了基础。而在之后的先进工艺方面，从22nm开始采用FinFET（鳍式场效应晶体管）等。可见，28nm正好处于制程过渡的关键点上，这也是其性能好价格低的一个重要原因。

  目前，行业内的28nm制程主要在台积电，GF（格芯），联电，三星和中芯国际这5家之间竞争，另外，2018年底宣布量产联发科28nm芯片的华虹旗下的华力微电子也开始加入竞争行列。

  虽然高端市场会被 7nm、10nm以及14nm/16nm工艺占据，但40nm、28nm等并不会退出。如28nm~16nm工艺现在仍然是台积电营收的重要组成部分，特别是在中国大陆建设的代工厂，就是以16nm为主。中芯国际则在持续提高28nm良率。

  14nm制程大多数都用在中高端AP/SoC、GPU、矿机ASICFPGA、汽车半导体等制造。对于各厂商而言，该制程也是收入的大多数来自，特别是英特尔，14nm是其目前的主要制程工艺，以该公司的体量而言，其带来的收入可想而知。而对于中国大陆本土的晶圆代工厂来说，特别是中芯国际和华虹，正在开发14nm制程技术，距离量产时间也不远了。

  目前来看，具有或即将具有14nm制程产能的厂商主要有7家，分别是：英特尔、台积电、三星、格芯、联电、中芯国际和华虹。

  同为14nm制程，由于英特尔严格追求摩尔定律，因此其制程的水平和严谨度是最高的，就目前已发布的技术来看，英特尔持续更新的14nm制程与台积电的10nm大致同级。

  今年5月，英特尔称将于第3季度增加14nm制程产能，以解决CPU市场的缺货问题。

  然而，英特尔公司自己的14nm产能已经满载，因此，该公司投入15亿美元，用于扩大14nm产能，预计可在今年第3季度增加产出。其14nm制程芯片主要在美国亚利桑那州及俄勒冈的D1X晶圆厂生产，海外14nm晶圆厂是位于爱尔兰的Fab 24，目前还在升级14nm工艺。

  三星方面，该公司于2015年宣布正式量产14nm FinFET制程，先后为苹果和高通代工过高端。目前来看，其14nm产能市场占有率仅次于英特尔和台积电。

  台积电于2015下半年量产16nm FinFET制程。与三星和英特尔相比，尽管它们的节点命名不一样，三星和英特尔是14nm，台积电是16nm，但在实际制程工艺水平上处于同一世代。

  2018年8月，格芯宣布放弃7nm LP制程研发，将更多资源投入到12nm和14nm制程。

  格芯制定了两条工艺路线图：一是FinFET，这方面，该公司有14LPP和新的12LPP（14LPP到7LP的过渡版本）；二是FD-SOI，格芯目前在产的是22FDX，当客户要时，还会发布12FDX。

  联电方面，其14nm制程占比只有3%左右，并不是其主力产线。这与该公司的发展策略直接相关，联电重点发展特殊工艺，无论是8吋厂，还是12吋厂，该公司会聚焦在各种新的特殊工艺发展上。

  中芯国际方面，其14nm FinFET已进入客户试验阶段，2019年第二季在上海工厂投入新设备，规划下半年进入量产阶段，未来，其首个14nm制程客户很可能是手机芯片厂商。据悉，2019年，中芯国际的资本支出由2018年的18亿美元提升到了22亿美元。

  华力微电子方面，在年初的SEMICON China 2019先进制造论坛上，该公司研发副总裁邵华发表演讲时表示，华力微电子今年年底将量产28nm HKC+工艺，2020年底将量产14nm FinFET工艺。

  从目前的晶圆代工市场来看，具备12nm制程技术能力的厂商很少，主要有台积电、格芯、三星和联电。联电于2018年宣布停止12nm及更先进制程工艺的研发。因此，目前来看，全球晶圆代工市场，12nm的主要玩家就是台积电、格芯和三星这三家。

  台积电的16nm制程经历了16nm FinFET、16FF＋和16FFC三代，之后进入了第四代16nm制程技术，此时，台积电改变策略，推出了改版制程，也就是12nm技术，用以吸引更多客户订单，从而提升12吋晶圆厂的产能利用率。因此，台积电的12nm制程就是其第四代16nm技术。

  格芯于2018年宣布退出10nm及更先进制程的研发，这样，该公司的最先进制程就是12nm了。该公司是分两条腿走路的，即FinFET和FD-SOI，这也充足表现在了12nm制程上，在FinFET方面，该公司有12LP技术，而在FD-SOI方面，有12FDX。12LP主要是针对人工智能、虚拟现实、智能手机网络基础设施等应用，利用了格芯在纽约萨拉托加县Fab 8的专业方面技术，该工厂自2016年初以来，一直在大规模量产格芯的14nm FinFET产品。

  由于许多连接设备既需要高度集成，又要求具有更灵活的性能和功耗，而这是FinFET难以实现的，12FDX则提供了一种替代路径，能轻松实现比FinFET产品功耗更低、成本更低、射频集成更优。

  三星方面，其晶圆代工路线nm LPP。不过，三星的11 LPP和格芯的12nm LP其实是“师出同门”，都是对三星14nm改良的产物，晶体管密度变化不大，效能则有所增加。因此，格芯的12nm LP与三星的12nm制程有非常多的共同之处，这可能也是AMD找三星代工12nm产品的原因之一。

  中芯国际方面，不仅14nm FinFET制程已进入客户风险量产阶段，而且在2019年第一季度，其12nm制程工艺开发进入客户导入阶段，第二代FinFET N+1研发取得突破，进度超过预期，同时，上海中芯南方FinFET工厂顺利建造完成，进入产能布建阶段。这在某种程度上预示着用不了多久，一个新的12nm制程玩家将杀入战团。

  总的来说，台积电还是领先的，其典型产品就是2017年为苹果代工的A11处理器。而三星也紧跟步伐，在10nm这个点，双方的进度相差不大，但总体水平，台积电仍然略胜一筹。

  今年，英特尔的老对手AMD打起了翻身仗，凭借台积电代工的7nm锐龙3000系列处理器，让AMD在CPU处理器的制程工艺上首次超越了英特尔。

  而目前，英特尔的主流制程是14nm，不过，前不久传来消息，经过多年的攻关，该公司终于解决了10nm工艺的技术难题，慢慢的开始量产。

  不过，英特尔对制程节点的严谨追求是很值得称道的，从具体的性能指标，特别是PPA和晶体管密度来看，英特尔的10nm比台积电的10nm有优势。

  在7nm，目前只有台积电和三星两家了，而且三星的量产时间相对于台积电明显滞后，这让三星不得不越过7nm，直接上7nm EUV，这使得像苹果、华为、AMD、英伟达这样的7nm制程大客户订单，几乎都被台积电抢走了。在这种先发优势下，台积电的7nm产能已经有些应接不暇。而在7nm EUV量产方面，台积电也领先了一步，代工的华为麒麟990已经商用，三星7nm EUV代工的高通新一代处理器也在生产当中，估计很快就会面市了。

  英特尔方面，在10nm之后，该公司称会在2021年推出7nm工艺，据悉，其7nm工艺已经走上正轨，功耗及性能看起来都非常好，根据之前的消息，7nm工艺会在2021年的数据中心GPU上首发。

  台积电在2018年1月就开始兴建5nm晶圆厂了；除了钱、晶圆厂、光刻机之外，5nm的刻蚀机、EDA工具、客户等也已经陆续就位：

  芯片的制作的完整过程可以简化成用光刻机“雕刻”图案，用刻蚀机吹走/洗走多余的材料。相对于光刻机，刻蚀机的研发难度要小一些，但刻蚀机也是除光刻机以外最关键的设备。目前一台刻蚀机单价在200万美元左右，一个晶圆厂需要40-50台刻蚀机。

  国外刻蚀机设备厂商主要有应用材料（Applied Materials）、科林研发（LAM） 、东京威力科创（TEL）、日立先端（Hitach）、牛津仪器等；国内玩家则有中微半导体、北方微电子、金盛微纳科技，我们跟国外的差距没有光刻机那么大。

  2018年12月，中微半导体的5nm等离子体刻蚀机也宣布通过台积电验证，将用于全球首条5nm制程生产线nm时代，中微半导体的刻蚀机也进入了台积电的7nm产线nm

  工具已就位；目前，全球几大EDA巨头都已经陆续推出了5nm芯片设计工具，比如在2018年10月，新思

  宣布其数字和定制设计平台通过了台积电的5nm EUV工艺技术认证。而另一EDA巨头华登国际创始人兼

  CEO陈立武曾经告诉智东西，目前Cadence已经和很多合作伙伴开始了7nm、5nm、甚至3nm芯片工艺制程的研究。比如今年年初，比利时公司Imec与Cadence就成功流片了首款3nm测试芯片。陈立武说，现在5nm市场是最活跃的，有很多非常积极的公司正在安排5nm相关EDA软件与设计、IP的协同。

  有工艺，自然也需要有市场。台积电曾表示，目前很多客户慢慢的开始基于新工艺开发芯片了。

  不过由于芯片设计的复杂度不同，像比特大陆这种专用芯片设计起来相对容易、手机芯片次之、

  芯片与数据中心在再次之，所以最先用上先进的工艺的往往是专用芯片而非通用芯片，比如台积电7nm的头批客户只包含了比特币与手机芯片玩家。而根据华为

  平台与关键技术开发部部长夏禹此前给出的芯片工艺路线nm芯片研发进程，预计5nm芯片问世的时间点在2020年。在7nm时代，华为和台积电合作研发了3年，耗资3亿美元，才终于在2018年拿出7nm芯片设计。

  工艺越先进，需要投入的也成本越高，这一个道理在芯片代工厂跟芯片设计商同理，5nm的设计总成本（人工与许可费）是7nm的1.5倍左右。

  而根据台积电数据，基于5nm工艺生产的A72芯片，芯片面积缩小了1.8倍，速度提升了14.7% -17.1%。

  以上，就业界已经量产的主流先进制程工艺的发展状况，和相关厂商的进展进行了阐述。而更先进的5nm、3nm、2nm等还没有进入量产阶段，就不再详述了。这些制程节点已经鲜有玩家了，目前只有台积电和三星这两家，台积电称将于明年量产5nm，而三星似乎要越过5nm，直接上3nm,我们拭目以待

  AI赋能中心amp;校企联合实验室落户苏州 /

  。据称，该公司计划在下半年启动新的价格调涨谈判，并预计涨价决策将在2025年正式生效。

  封测领域方形扁平无引脚封装(QFN，Quad Flat No-leads Package)

  中的应用 /

  节点，以及SoIC CoW、CoWoS-R、InFO_S、InFO_M_PoP等封装技术。

  层等的“成膜”；以及在薄膜表面涂布光阻（感光性树脂），并利用相片黄光微影技术长出图案的“黄光微影”。

  公司是这一历史阶段的先驱。现在，ASIC 供应商向所有人提供了设计基础设施、芯片实施和

  行业慢慢的出现分化。有了设计限制，出现了一个更广泛的工程师社区，它们能设计和构建定制

  等公司是这一历史阶段的先驱。现在，ASIC 供应商向所有人提供了设计基础设施、芯片实施和

  行业慢慢的出现分化。有了设计限制，出现了一个更广泛的工程师社区，它们能设计和构建定制

  而言较为滞后，但却在汽车和工业机械等领域得到了广泛应用，成为经济安全保障中的重要战略资源。

  实现芯片物理性能的优化或者说维持裸片性能的优势，接下来的后道封装从工序上而言与传统封装基本类似。

  设备 /

  产品占当期销售额的 15%，5 纳米产品占比达到了 35%，而 7 纳米产品则占据了 17%；整体上看，

  营收占比高达67% /

  之争：2nm战况激烈，1.8/1.4nm苗头显露 /

  快速发展，每一代新技术都在减小集成电路(IC)上各层特征的间距和尺寸。晶圆上高密度的电路需要更高的精度以及高度脆弱的

  概览与氧化 /

  【星闪派物联网开发套件体验连载】用HiHope星闪server端发代码控制BearPi

  【BearPi-Pico H3863星闪开发板体验连载】用HiHope星闪超低功耗SLEserver端发代码控制BearPi星闪Client端蓝色LED