尽管 10 nm 以下芯片制造工艺的突破已经愈加艰难,但以台积电为代表的业内领先企业,并没有因此而放缓研发的步伐。
该公司上周表示,其 3nm 工艺的开发进展顺利。目前看来,台积电已经摸清了道路,且已经开始接触早期客户。
在面向投资者和金融分析师的电话会议上,台积电首席执行官兼联合主席 CC Wei 宣布了这一消息。
(图自:TSMC,via AnandTech)
他表示:“我司在 N3 节点的技术开发上进展很顺利,并且已经与早期客户就技术定义进行了接触。我们希望 3nm 制程可进一步加大台积电在未来的行业领导地位”。
因 N3 技术仍处于早期开发阶段,台积电目前尚未谈及具体的特征、及其相较于 N5 的优势。该公司称已评估所有可能的晶体管结构选项,并未客户提供了非常好的解决方案。
N3 规范正在开发之中,台积电相信它将满足其业内领先的合作客户的要求。事实上,台积电已确认 N3 将是全新的工艺,而不是 N5 的简单改进或迭代。
作为该公司主要竞争对手之一的三星,则计划采用 3nm(3GAAE)技术。同时可以肯定的是,台积电 3nm 节点将同时使用深紫外(DUV)和极紫外(EUV)光刻设备。
由于台积电的 N5 工艺使用了 14 层 EUV,因此 N3 使用的层数可能会更高。作为全球最大的半导体合约制造商,其似乎对 EUV 的进展感到非常满意,并认为该技术对其未来的发展至关重要。
3nm芯片工艺横空出世!三星与台积电,为何苹果弃前者选后者?
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2021年3月15日,三星正式展示了自己基于3nm工艺制程的存储芯片,成为全球首发3nm芯片的代工厂商,领先于台积电。
3nm工艺相比起目前主流的7nm工艺,拥有更精准的工艺,单位晶体管数量可以提升80%,性能提升30%,功耗降低50%,将会成为下一代旗舰芯片的主流制程工艺。
然而苹果早在2020年就已经选择台积电,预订了台积电2022年首批所有的3nm产量。
为何苹果宁愿选择台积电而不选择三星呢?
三星在行业内风评较差
三星作为全球最大的智能硬件供应链企业,拥有各种顶级的供应链制造技术。三星的AMOELD屏幕全球第一,闪存芯片全球第一,手机相机传感器全球第二仅次于索尼,芯片代工全球第二仅次于台积电,同时还有自己的基带芯片、电池生产线,包括现在还处于成长期的折叠屏铰链结构。
不过虽然三星拥有如此多的的技术,但是却经常发生因为利益关系而坑队友的情况,其中最经典的案例就是2010年HTC的旗舰手机Desire G7系列,是当时市面上安卓阵营唯一可以与iPhone 4媲美的机型,HTC在当时选择了三星的AMOLED屏幕,显示效果与iPhone不相上下,被视作HTC冲击高端的关键一步,发布之后就受到了市场的广泛好评。
不过万万没想到,三星为了自己家的Galaxy保持竞争力,不惜违背合同中断给HTC的屏幕供应,导致HTC不得不临时改换成普通的LCD屏幕,产品缺少了一大卖点。而三星则在早期凭借机型的大屏优秀的显示效果,逐渐抢过了HTC的市场,成为安卓阵营老大。
虽说商场如战场,但是三星这种损人利己的行为,着实不能让人接受。
苹果与三星早有恩怨
苹果在iPhone 4之前的三代机器,使用的都是三星生产的处理器,一直到iPhone 4才开始使用苹果自己的设计研发的A4处理器,不过依旧是三星电子进行代工生产。
不过随着智能手机行业的竞争愈加激烈,三星和苹果两家作为两个阵营的对手,难免出现竞争关系。介于三星风评不佳,苹果最关键的芯片制造又拿在三星手中,为了避嫌,苹果从iPhone 6s开始,就将一部分芯片代工交给了台积电生产。
结果万万没想到,台积电代工的芯片虽然使用了制程稍落后于三星的16nm工艺,却性能发挥极其稳定,反而是三星代工的14nm的芯片,出现了大面积发热和性能不稳定的翻车现象。从那时起,苹果就开始决定将处理器全部转给台积电处理。
三星得知该消息之后,警告苹果如果这样做,会在相关专利上起诉苹果,双方关系就此恶化。后来是台积电出马,向苹果派出了百人规模的工程师团队,成功绕过了三星全部的专利,在iPhone 7上的A10芯片中拿到了苹果的独家订单。
除此之外两家还为各种外观和软件设计等领域的专利展开过7年的拉锯战,最后三星败诉,赔偿了苹果超过5亿美元的专利费用。这样的关系,苹果还敢将自己的芯片交给三星代工吗?
独吞供应链是苹果的专长
三星固然可恶,但是苹果也不是什么善茬。苹果行走江湖,讲的就是一个字“钱”。只要你有最先进的技术,那么要么我全资收购你的公司,要么签署独家协议,吃下你未来2-3年的全部产能。
苹果当年独树一帜的Unibody金属一体成型工艺,苹果吃掉了相关代工厂3年的产能,导致市面上段时间无法出现同类型的产品。iPhone 5s的Touch ID按压式指纹识别技术,以及Face ID结构光面部识别,也都是苹果直接收购的企业。实际上库克在今年年初接受采访时就说过:苹果平均两到三周就会收购一家企业,获得技术上的垄断。
因此对于3nm工艺,苹果计划也不言而喻,如今苹果不仅仅需要生产用于iPhone和iPad上的A系列芯片,也需要生产用于MacBook和iMAC上的M系列芯片,而后者是苹果能否弯道超车英特尔的关键。2020年发布的M1芯片,显示出来的性能已经与英特尔顶级处理器平起平坐。
如果说能够垄断台积电3nm工艺,就能够让Mac电脑的性能超越Windows电脑,最终吞噬更多Windows用户。
30年前,苹果是全球个人电脑行业的老大哥,只因为管理层不和将乔布斯踢出公司,导致后来Windows兼容机彻底占领市场。而现在,是时候卷土重来了。
台积电宣布3nm芯片制程将进行量产,3nm芯片真的很难吗?
纳米(nm),是长度单位,1纳米=10^-9米,如同厘米、分米和米,看着数字可能不大直观,大家知道头发的直径吗?小孩的大概就0.04毫米左右,成年人大概0.07毫米左右,通常直径在60微米以下称为细发,60~90微米为普通发,90微米以上为粗发,也就是说10根头发才1mm,而一根头发有十万个纳米单位,如果把一根头发放大到100米,那么1纳米长就相当于一粒沙子。 几年前,台积电量产7nm工艺,去年量产5nm工艺,这让台积电在晶圆代工领域保持着领先地位。现在3nm工艺也按计划进行,量产计划于今年下半年开始,1nm相当于4倍原子大小,3nm也就12个原子排列, 这可比站在气球上跳舞还难。