臺積電工藝路線:7nm統(tǒng)治市場，5nm正在路上

在移動(dòng)、HPC、AI和5G等需求推動(dòng)下，7nm工藝制程成為了市場的香餑餑。而迄今為止這全部都是臺積電的生意。

該公司總裁魏哲家在昨日的技術(shù)論壇上表示，臺積電是全球第一家大規(guī)模量產(chǎn)7nm工藝的晶圓代工廠，現(xiàn)在市面上所有用7nm工藝制造的芯片，全部都是臺積電生產(chǎn)的。從2018年量產(chǎn)以來，公司在7nm上面取得了重要的進(jìn)展。

據(jù)介紹，迄今為止，臺積電7nm已經(jīng)獲得了60個(gè)NTO(New Tape Out的縮寫，也就是新產(chǎn)品流片)，在2019年這個(gè)數(shù)字也將會(huì)突破100個(gè)。這就帶動(dòng)了公司7nm產(chǎn)能的飆升。資料顯示，2018年，臺積電7nm的產(chǎn)能較之2017提升了一倍，2019年的產(chǎn)能更將比去年提升1.5倍。據(jù)透露，臺積電7nm今年的產(chǎn)能將會(huì)等效于100萬片12寸晶圓，這個(gè)工藝所占領(lǐng)公司的營收比例也越來越高。

臺積電2019年Q1的營收分布(按照不同節(jié)點(diǎn)劃分)

如上圖所示，統(tǒng)計(jì)2019年Q1的財(cái)報(bào)我們可以看到，臺積電7nm工藝的營收占比已經(jīng)高達(dá)22%，這是臺積電現(xiàn)有的節(jié)點(diǎn)中貢獻(xiàn)最多的。而這個(gè)比例在去年前期不值一提。如果我們翻看臺積電的財(cái)報(bào)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，他們現(xiàn)在已經(jīng)習(xí)慣于靠著先進(jìn)工藝挖掘晶圓代工的第一桶金，這也是他們近年來所表現(xiàn)出來的一個(gè)明顯特征。當(dāng)然，這需要他們巨大的投入才能獲得結(jié)果。

在7nm工藝之后，臺積電推出了7nm+工藝，作為臺積電首個(gè)使用EUV光刻技術(shù)的節(jié)點(diǎn)，臺積電的7nm+的邏輯密度是前一代工藝(7nm)的1.2倍，在良率方面的表現(xiàn)和7nm相比也不分伯仲。根據(jù)他們的規(guī)劃，這個(gè)工藝將會(huì)在2019年下半年投入量產(chǎn)。

在7nm和7nm+工藝之后，臺積電推出了6nm工藝，按照臺積電的說法，這個(gè)工藝將會(huì)在未來相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)扮演重要的角色。

從他們的介紹我們得知，得益于他們對7nm和應(yīng)用在7nm+上的EUV的了解，他們隆重推出了這個(gè)能夠獲得更小die，將邏輯密度提升18%，同時(shí)還能減少制程復(fù)雜性，提升良率的工藝。據(jù)了解，這個(gè)工藝能夠支持現(xiàn)有的7nm客戶將其IP和設(shè)計(jì)直接轉(zhuǎn)移到6nm工藝上，開發(fā)者不需要做任何的改變，使用之前用在7nm的設(shè)計(jì)flow和EDA就能直接生產(chǎn)。這個(gè)工藝在未來會(huì)成為7nm+和7nm的接任者，在臺積電7nm規(guī)劃中舉足輕重，這個(gè)工藝也將會(huì)在2020年Q1試產(chǎn)。

在6nm之后，臺積電還在技術(shù)論壇上提到了專門為移動(dòng)和HPC應(yīng)用優(yōu)化的5nm工藝，據(jù)透露，通過創(chuàng)新設(shè)計(jì)，臺積電將這一代工藝的邏輯密度，SRAM尺寸和模擬密度都提升了一個(gè)等級，這個(gè)工藝也在今年三月份進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)試產(chǎn)，公司預(yù)估在明年2月將量產(chǎn)5nm工藝，據(jù)臺積電方面介紹，這將會(huì)是第一個(gè)使用High Mobility Channel FinFET的節(jié)點(diǎn)，屆時(shí)他們也將成為全球第一個(gè)進(jìn)入5nm的Foundry。

在5nm之后，臺積電也規(guī)劃了一個(gè)性能增強(qiáng)版的5nm+工藝。據(jù)介紹，這個(gè)工藝較之5nm將有7%的速度提升，15%的功耗降低。它將與5nm共用相同的設(shè)計(jì)規(guī)則。從臺積電方面的介紹我們得知，他們預(yù)計(jì)這個(gè)工藝將會(huì)在2020年準(zhǔn)備就緒。

談到5nm+之后的工藝規(guī)劃時(shí)候，臺積電談到了他們FinFET和納米線等先進(jìn)晶體管結(jié)構(gòu)和High Mobility Channel、Ge和2D材料上的看法。他們同時(shí)還提到了創(chuàng)新low—k材料，在他們看來，這些將會(huì)是未來半導(dǎo)體工藝演進(jìn)的關(guān)鍵支撐。