芯片制作工艺 2018量产的7nm(苹果/华为/高通/比特币矿机),未来的5nm

    制造工艺指制造CPUGPU的制程,或指晶体管门电路的尺寸,单位为纳米(nm)。目前主流的CPU制程已经达到了14-32纳米(英特尔第五代i7处理器以及三星Exynos 7420处理器均采用最新的14nm制造工艺),更高的在研发制程甚至已经达到了7nm或更高。

 2018年下半年,芯片行业即将迎来全新7nm制程工艺,而打头阵的无疑是移动芯片,目前已知的包括苹果Apple A12/华为麒麟980以及高通骁龙855都是基于7nm工艺

    今年下半年,手机芯片将进入到7nm时代,而目前已经投产7nm的仅有台积电一家,三星半导体的7nm目前还没有确切消息传出,英特尔的10nm还在难产。苹果Apple A12/华为麒麟980以及高通骁龙855都是由台积电代工,因此从工艺制程来说这三款芯片没有差异,更多的差异在于IC设计。

  事实上,对于7纳米制程,三星和台积电两大晶圆代工龙头都早已入手布局,以便争夺IC设计业者们的订单。其中,日前传出三星原定在2018年破土动工的韩国华城18号生产线,动工时间已经被提前到了2017年的11月,以便在2019年能够进入7纳米制程的量产阶段。其中,18号生产线将会架设10多台极紫外光(EUV)设备,以强化生产效能。

  至于,台积电在7纳米制程的布局,根据台积电高层之前在法说会上的说法,表示目前已经有12个产品设计定案,这使得第一代7纳米制程将会在2017年底或2018年达成量产。至于,第二代的7纳米制程则会在2019年达成量产的目标,制程中也将导入EUV的技术。因此,在不论是三星,或者台积电都将在7纳米制程上都将引入EUV(极紫外光刻(Extreme Ultraviolet Lithography),常称作EUV光刻,它以波长为10-14纳米的极紫外光作为光源的光刻技术。具体为采用波长为13.4nm 的软x 射线。极紫外线就是指需要通过通电激发紫外线管的K极然后放射出紫外线。)技术的情况下,而这种被视为延续摩尔定律(摩尔定律是由英特尔(Intel)创始人之一戈登·摩尔(Gordon Moore)提出来的。其内容为:当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔18-24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。换言之,每一美元所能买到的电脑性能,将每隔18-24个月翻一倍以上。这一定律揭示了信息技术进步的速度。)的设备,正是被寄望能推动未来制程进步的重要关键。

  因此,就7纳米制程这个节点的状况来看,在一定程度上也是被EUV设备所控制,而EUV设备却是被荷兰半导体设备厂商艾司摩尔(ASML)所控制的。ASML是一家从事半导体设备设计、制造及销售的企业,自1984年从飞利浦独立出来之后,在2016年先后宣布收购汉微科及蔡司半导体24.9%股份。而这家垄断了高端光刻机市场的厂商,其股东中就包含英特尔(intel)、台积电和三星。根据ASML公布的2017第2季财报,公司单季的营收净额为21亿欧元,毛利率为45%。

 在7nm之后,台积电的下一站将冲刺5nm,据AnandTech称,和初代7nm工艺相比,5nm制程可以缩小晶体管体积45%,性能提升15%,功耗降低20%。5nm EUV工艺将于2019年4月进行小规模的试产。

 

采用7nm工艺制作的芯片有哪些

 

苹果A12处理器芯片

苹果每年都会推出自己的旗舰手机,而处理器性能也是最受关注的参数之一,最新的手机采用苹果的A12处理器。A12处理器采用了7nm的制作工艺,在功耗问题上有了很大的改进。有业内人士称,A12处理器是第一个实现量产应用的7nm移动SoC芯片。据悉,相比上代处理器,A12处理器的架构还是Fusion,采用的是六核设计的CPU,GPU性能提高一半。

麒麟980处理器芯片

今年是华为手机大丰收的一年,销量超越苹果跃居全球第二,其自主研发的麒麟980处理器也于今年八月底推出。这是华为第一款采用7nm制作工艺的处理器,性能提升明显,功耗上也表现出色。据华为介绍,这款处理器依然是八个核心,内部组成是四核A76+四核A55,同时麒麟980的GPU性能较上一代强很多 。

高通骁龙8150处理器芯片

相对于苹果、华为新亮相的手机处理器星光闪耀,似乎曾经的霸主高通有点跟不上节奏。其实不然,高通的骁龙8150即将采用7nm工艺,这款姗姗来迟的处理器配备独立的NPU芯片, AI运算能力提升明显。据可靠消息,三星可能在下一代的旗舰 GalaxyS10 系列手机上采用骁龙 8150处理器,预计离量产也不远了。

MTK Helio M70 处理器芯片

联发科的手机处理器出货量不错,但局限于中低端,在高端上一直未能独占鳌头。联发科近日表示,它们的Helio M70 处理器将于2019 年出货,这是一款采用7nm工艺的手机处理器,也是支持5G的处理器,性能相对于上一代有大大的提升。

三星Exynos 9820芯片

三星和高通关系密切,高通很多的旗舰处理器均由三星首发,在7nm这个关键节点上,三星也想闯出属于自己的一片天地。据业内人士透露,三星Exynos 9820处理器,将采用7nm工艺,同时运用 2+2+4的大中小DynamIQ架构组合,两个M4核心,采用自研的CPU和GPU。

比特大陆BM1391芯片

比特币市场带动了ASIC芯片的发展,比特大陆和嘉楠耘智是目前这个市场的领导者。比特大陆的BM1391芯片采用了7nm工艺,据介绍,这款芯片集成了超过10亿个晶体管,设计这款芯片的目的是提升挖矿效率。因为采用了最新工艺设计,芯片可以明显提升哈希率算力,同时保持低能耗,这款芯片即将量产。

嘉楠耘智挖矿芯片

今年八月,嘉楠耘智推出了自己的7nm芯片,这也是一款ASIC芯片,已实现量产,并运用于阿瓦隆A9矿机。据笔者了解,当时这款芯片的发布在国内引起了巨大的轰动,业内称它是全球首款7nm芯片。据悉,运用该芯片的矿机算力相对与上一代提升很多,功耗却不到一半。

英特尔7nm芯片EyeQ5

英特尔的芯片在电脑上可以说是打遍天下无敌手,但在无人车上应用很少。近日,有媒体爆料,英特尔将在未来推出采用7nm工艺的EyeQ5芯片。据悉,这款芯片功耗为10W,采用双路CPU系统,每颗TDP为5W。

AMD Zen 2处理器芯片

作为一个老牌的芯片巨头,AMD公司近日对外界公布,它们的Zen 2处理器已经设计完成,Zen 2处理器预计年底试样,将采用最新的7nm工艺。Zen 2处理器相对于上一代产品在架构和工艺上均有改进,性能和功耗也更加优秀,最快可能在2020年实现量产。 

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