台積電3nm晶體管密度將提高15% 蘋果A16預計2021下半年量產
兩年前,台積電量產了7nm工藝,今年將量產5nm工藝,這讓台積電在晶圓代工領域保持著領先地位。現在3nm工藝也在按計劃進行。根據台積電的規劃,3nm風險試產預計將於今年進行,量產計劃於2021年下半年開始。
台積電還透露了3nm工藝的更多細節。與今年的5nm工藝相比,3nm工藝的晶體管密度提高了15%,性能提高了10-15%,能源效率也提高了20-25%。
此前的報導稱,台積電將在3nm節點放棄FinFET晶體管工藝,轉向GAA環繞柵晶體管。不過,根據近日台灣經濟日報報導,台積電在2nm研發上取得重大突破,目前已找到路徑,將切入全環柵場效應晶體管GAA。這意味著,台積電在3nm節點將繼續使用FinFET工藝。
GAA概念的提出要比FinEFT早10年左右,不過GAA相當於FinEFT的改進版。至於為何沒有在3nm就轉向GAA?
台積電曾表示,3nm沿用FinEFT技術,主要是考量客戶在導入5nm製程的設計也能用在3nm製程中,無需面臨需要重新設計產品的問題,台積電可以保持自身的成本競爭力,獲得更多的客戶訂單。
據報導,台積電將如期為蘋果代工基於3nm工藝的A16芯片,預計並將於2022年上市。
不過,台積電轉向GAA比競爭對手三星更晚。三星在3nm工藝節點遇到障礙時就選擇從FinFET工藝轉入到GAA。
當下,更值得關注的是開始量產的5nm工藝。蘋果今年將發布的iPhone 12系列新品將搭載的A14處理器無疑是採用台積電的5nm工藝。此前有消息稱,台積電5nm的產能除了蘋果還有華為下單,也就是海思新一代旗艦麒麟9系列處理器,不過由於禁令,台積電已經明確表示會從9月14日起斷供華為。
有觀點認為雖然不能為華為代工5nm芯片,但蘋果自研的Arm架構Mac處理器將利用5nm產能。面向蘋果電腦的Arm處理器的出貨量是一個逐步增加的過程,很難一開始就有較大的需求,畢竟蘋果Mac電腦從英特爾處理器全面轉向自研Arm處理器也需要兩年時間,台積電的5nm產能能否充分利用暫時不好判斷。
還有一個不明確的就是高通的處理器。有消息稱,台積電針對高通的首款5nm芯片將是驍龍875 SoC,該處理器已經開始量產。據說SoC的架構在1 + 3 + 4組合的內核方面取得了突破,其中單核將是Arm的Supercore Cortex X1,比A77性能提升了30%。
不過,MyFixGuide報告給出了截然不同的觀點。該報告指出,高通的下一代旗艦SoC,將於明年第一季度發布的驍龍875G,基於5nm工藝,現在看來是三星在製造它,而非台積電。報告還同時預計,可能會與驍龍875G集成在一起的驍龍X60調製解調器也將使用三星相同的5nm工藝製造。
驍龍X60是高通今年2月份發布的最新一代5G調製解調器,是全球首個宣布使用5nm工藝的處理器。高通並未透露5nm芯片的合作的代工廠,只是稱會根據規劃找合適的代工合作夥伴來做。
先進製程競爭的背後,更是各大芯片公司之間的競爭。