臺(tái)積電和三星在4月份宣布他們已經(jīng)再次登上摩爾定律階梯。臺(tái)積電首先稱(chēng)其5納米制造工藝現(xiàn)在處于所謂的“風(fēng)險(xiǎn)生產(chǎn)”，三星也迅速跟進(jìn)了類(lèi)似的聲明。分析師稱(chēng)這些數(shù)據(jù)符合預(yù)期。然而，與十年前有50％的效率改進(jìn)相比，摩爾定律顯然不比過(guò)去。但從大型代工廠的投資來(lái)看，客戶(hù)仍然認(rèn)為這是值得的。

世界上最大的兩個(gè)代工廠臺(tái)積電（TSMC）和三星（Samsung）4月份宣布，他們?cè)谀柖傻碾A梯上又上了一級(jí)。臺(tái)積電首先發(fā)言，稱(chēng)其5納米制造工藝目前正處于所謂的“風(fēng)險(xiǎn)生產(chǎn)”階段，該公司認(rèn)為已經(jīng)完成了這一過(guò)程，但最初的客戶(hù)正在嘗試這種工藝能否用在自家產(chǎn)品上。三星隨后迅速發(fā)布了類(lèi)似的聲明。

臺(tái)積電說(shuō)，它的5納米工藝提供了15%的速度增益或30%的能效提高。三星承諾將提高10%的性能或20%的能效。分析人士說(shuō)，這些數(shù)字符合預(yù)期。然而，與十年前的50%的改進(jìn)相比，很明顯摩爾定律并不像過(guò)去那樣。但從大型代工廠的投資來(lái)看，客戶(hù)仍然認(rèn)為這是值得的。

為什么5納米很特別？

5納米節(jié)點(diǎn)是首個(gè)從開(kāi)始就使用極紫外光刻（EUV）技術(shù)做出來(lái)的。在波長(zhǎng)只有13.5納米的情況下，EUV燈可以在硅上產(chǎn)生非常精細(xì)的圖案。其中一些圖案可以用上一代的平版印刷工具制作，但這些工具必須連續(xù)放置三四個(gè)不同的圖案，來(lái)達(dá)到EUV中僅需一步的效果。

性能和能效提升

沒(méi)有EUV，代工廠開(kāi)始了7納米的生產(chǎn)，但后來(lái)使用它來(lái)代替平版印刷的步驟并提高產(chǎn)量。在5納米，代工廠被認(rèn)為是使用10到12個(gè)EUV步驟，如果使用舊技術(shù)，將需要30步甚至更多，如果它能夠使用舊的技術(shù)的話(huà)。

由于包含圖案的光罩非常昂貴，而且每臺(tái)***本身的投資額高達(dá)1億美元，因此“每層的EUV成本更高。”VLSIResearch的G.DanHutcheson表示。但就每晶圓而言，這是一個(gè)凈收入缺口，而EUV將構(gòu)成未來(lái)所有流程的核心。

誰(shuí)會(huì)使用這一新工藝？

新的制造工藝并不適合每個(gè)人。至少還沒(méi)有。但兩家公司都確定了一些可能的早期采用者，包括生產(chǎn)智能手機(jī)應(yīng)用處理器和5G基礎(chǔ)設(shè)施的供應(yīng)商。IHS Markit的半導(dǎo)體制造業(yè)分析師LenJelinek說(shuō)：“你必須擁有大量的產(chǎn)品，同時(shí)需要速度或能效提升?！?/p>

TIRIAS Research的Kevin Krewell解釋說(shuō)，你在和誰(shuí)競(jìng)爭(zhēng)也很重要。圖形處理單元、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列和高性能微處理器曾經(jīng)是第一個(gè)利用摩爾定律的。但隨著這些市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的減少，移動(dòng)處理器需要新技術(shù)來(lái)區(qū)分自己，他說(shuō)。

只剩臺(tái)積電和三星可以嗎？

只有臺(tái)積電和三星提供5納米代工服務(wù)。據(jù)分析人士稱(chēng)，全球代工廠在14納米時(shí)放棄生產(chǎn)，而英特爾公司（Intel）推出相當(dāng)于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手7納米技術(shù)的產(chǎn)品已經(jīng)晚了幾年，因此被認(rèn)為正在退出其代工服務(wù)。

三星和臺(tái)積電之所以繼續(xù)存在，是因?yàn)樗鼈兡軌蜇?fù)擔(dān)得起投資，并期望獲得合理回報(bào)。按收入計(jì)算，三星是2018年最大的芯片制造商，但其代工業(yè)務(wù)排名第四，臺(tái)積電領(lǐng)跑。臺(tái)積電2018年的資本支出為100億美元。三星預(yù)計(jì)在2030年之前，每年都將達(dá)到這一水平。

只有兩家公司具備最先進(jìn)的制造工藝，行業(yè)能運(yùn)作嗎？“問(wèn)題不是行業(yè)能運(yùn)作嗎？“Hutcheson說(shuō)?！八仨氝\(yùn)作?！?/p>

Jelinek表示：“只要我們有至少兩個(gè)可行的解決方案，那么整個(gè)行業(yè)就會(huì)很舒適?！?/p>

下一步是什么？

傳統(tǒng)上，芯片制造商的布局是：在7納米以下為5納米，在5納米以下為3納米。但分析人士表示，預(yù)計(jì)代工廠將提供各種技術(shù)，并進(jìn)行增量改進(jìn)來(lái)填補(bǔ)缺口。事實(shí)上，三星和臺(tái)積電都在提供他們所說(shuō)的6納米工藝。代工廠將需要這些中間產(chǎn)品來(lái)滿(mǎn)足客戶(hù)接近摩爾定律邊緣的需求。畢竟，5到0之間的數(shù)字并不多了。