7nm芯片技術(shù)轉(zhuǎn)型是否必要，華為是不是在冒險？

2015年麒麟980項目就已經(jīng)立項開始，前后歷時36多個月，于9月5日，繼德國柏林發(fā)布之后，斥資3億美元的華為新一代旗艦移動平臺麒麟980正式亮相國內(nèi)。消息人士指出，在目前的市場環(huán)境下，許多企業(yè)都對向7納米芯片技術(shù)轉(zhuǎn)型是否必要心存疑慮。大家都處于市場觀望階段，華為是否在冒險呢?

七項世界第一的麒麟980勇奪“性能皇冠”稱號

不得不說，華為麒麟處理器近幾年的發(fā)展如芝麻開花節(jié)節(jié)高。今年的麒麟980再次實現(xiàn)7個全球第一次，包括首商用ARM A76 CPU/Mali-G76 GPU、速度達(dá)1.4Gbps的Cat.21基帶、支持LPDDR4X-2133內(nèi)存等。再次使用最新的ARM公版架構(gòu)無疑是麒麟980勇奪“性能皇冠”的關(guān)鍵，這一次華為使用了創(chuàng)新的2+2+4的八核設(shè)計，即A76有兩顆超大核（2.6GHz）和兩顆大核（1.92GHz）以及四個小核。

麒麟處理器近幾代每代都在生產(chǎn)工藝上跨越一個臺階，麒麟920 28nm，麒麟950 16nm，麒麟970 10nm，麒麟980 7nm，晶體管數(shù)量也一路從20億個、30億個、53億個來到了69億個。

作為全球首款TSMC 7nm 制程工藝的手機(jī)芯片，相比上一代產(chǎn)品麒麟970，它的芯片面積縮小了，晶體管密度卻提升到1.6 倍，性能也相應(yīng)能提升20%，能效比提升40%。麒麟980相比當(dāng)年的麒麟920，晶體管密度已經(jīng)提升6.8倍，性能提升2.5倍，能效則提升4.0倍。

拍照方面這次集成了新一代雙核ISP，圖像處理速度提升46％，拍攝能效提升23％，拍攝響應(yīng)速度加快32％。與此同時還增加多重降噪技術(shù)提升拍照細(xì)節(jié)，支持250:1 HDR高動態(tài)場景，圖像局部適應(yīng)的HDR動態(tài)范圍調(diào)整和色彩還原，尤其夜景場景效果突出，還有獨(dú)立的視頻流水線。

AI方面麒麟980支持全新慧眼2.0 AI系統(tǒng)，在感知、測量、認(rèn)知、計算方面都有巨大提升，支持33個API、147個算子，同時支持實時多人姿態(tài)識別、實時智能視頻處理等等。

安全方面，進(jìn)一步提升了識別4G/2G偽基站的能力，支持海外偽基站識別和防護(hù)，最大限度杜絕降維通信、不正常網(wǎng)絡(luò)通信。

麒麟980擁有七項世界第一(全球首款)，包括7nm工藝、A76 CPU核心、G76 GPU核心、LPDDR4X-2133內(nèi)存、Cat.21 4.5G基帶、1.7Gbps Wi-Fi，雙核NPU。可以說非常牛了，真的是大佬一出手，就知有木有~

據(jù)悉，首款搭載麒麟980的華為Mate20系列手機(jī)將于10月16日在英國倫敦發(fā)布。華為Mate20系列在麒麟980的加持下，的確足夠令人期待。畢竟是搭載了全球第一個7nm工藝制程處理器的手機(jī)，它的表現(xiàn)最終如何，就讓我們等待它10月16日的全球發(fā)布會吧。

7nm工藝制程令眾多企業(yè)望而卻步

就當(dāng)前的半導(dǎo)體生產(chǎn)工藝而言，“7nm”代表著最新一代同時也是最先進(jìn)的芯片工藝制程。英特爾聯(lián)合創(chuàng)始人戈登·摩爾在半世紀(jì)前提出的摩爾定律，預(yù)言了每代制程工藝都要讓芯片上的晶體管數(shù)量翻一番，同時制程工藝都是按前一代制程工藝縮小約0.7倍來對新制程節(jié)點(diǎn)命名——芯片工藝制程接連出現(xiàn)了65nm、45nm、32nm、28nm——每一代制程節(jié)點(diǎn)都能在給定面積上，容納比前一代多一倍的晶體管,相應(yīng)的芯片性能也隨之提升。

眾所周知，10納米以下芯片制造工藝的研發(fā)成本非常高昂。許多芯片廠商也意識到了這一問題，并開始考慮如此高的研發(fā)投入是否能夠給自己帶來長遠(yuǎn)收益。大量芯片制造商紛紛基于成本考慮選擇將業(yè)務(wù)重點(diǎn)繼續(xù)放在現(xiàn)有14/12 納米工藝上，同時減緩了自己對更先進(jìn)納米工藝的投資腳步。

全球第二大晶圓代工廠芯片制造商GlobalFoundries上月宣布，公司放棄了開發(fā)下一代半導(dǎo)體技術(shù)的宏偉計劃，轉(zhuǎn)而將資源聚焦到現(xiàn)有技術(shù)上。這意味著GlobalFoundries將會裁掉約900名員工，也意味著下一代半導(dǎo)體領(lǐng)域剩下的廠家就只有蘋果的現(xiàn)任芯片代工廠臺積電和前任代工廠三星。GlobalFoundries CTO 嘉里-派頓（Gary Patton） 對于放棄開發(fā)下一代半導(dǎo)體技術(shù)堅稱，公司做出這一決定不是因為技術(shù)問題，而是在謹(jǐn)慎考慮了 7 納米工藝的商業(yè)機(jī)會和財務(wù)問題后做出的選擇。“現(xiàn)有14/12納米還有很大的改進(jìn)空間，改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)所需的資源比研發(fā)7納米甚至5納米工藝要少得多。而且即使到2022年，四分之三的芯片市場仍然只需要12納米工藝。”派頓當(dāng)時解釋道。

此前，世界第三大代工廠聯(lián)電（UMC）也在本月宣布放棄對12nm以下制程節(jié)點(diǎn)的研發(fā)。

高通和聯(lián)發(fā)科已將自己的7納米芯片解決方案推出時間從2018年推遲到了2019年，預(yù)計將同自己的智能手機(jī)5G解決方案一同推出市場。分析人士認(rèn)為，在5G設(shè)備正式投入商用前，高通和聯(lián)發(fā)科繼續(xù)專注于中高端市場是一個合適的舉措。同時高通和聯(lián)發(fā)科（MediaTek）都已經(jīng)通過推出新的14/12納米芯片解決方案加強(qiáng)自己在中高端市場的競爭力。

就市場環(huán)境而言，許多企業(yè)都對向7納米芯片技術(shù)轉(zhuǎn)型是否必要心存疑慮。成本低是一大重要因素，再就是目前7納米的良品率低、流片成本高，且現(xiàn)有產(chǎn)品足以支持主流應(yīng)用，并不需要更高的性能。

更何況如果采用7納米工藝制造，芯片制造商大約需要每年1.2-1.5億套的產(chǎn)量才能夠盈虧平衡，彌補(bǔ)研發(fā)成本。目前看來，只有蘋果、三星、高通和聯(lián)發(fā)科能夠達(dá)到這樣的生產(chǎn)規(guī)模。

工藝制程新命名尚存爭議

隨著摩爾定律接近尾聲，制程工藝進(jìn)一步的微縮越來越難。

英特爾高級院士兼英特爾公司制程架構(gòu)與集成總監(jiān)馬博（Mark Bohr）曾撰文《撥開迷霧，看清半導(dǎo)體制程節(jié)點(diǎn)命名》解釋摩爾定律下的制程工藝含義，馬博寫道“即使晶體管密度增加很少，或者根本沒有增加，但他們?nèi)岳^續(xù)為制程工藝節(jié)點(diǎn)命新名。結(jié)果導(dǎo)致這些新的制程工藝名稱根本無法體現(xiàn)位于摩爾定律曲線的正確位置，行業(yè)真正需要的是給定面積（每平方毫米）內(nèi)的晶體管絕對數(shù)量”。暗指有友商的制程工藝新命名背離了摩爾定律。

雖然現(xiàn)在的工藝制程仍舊是沿著摩爾定律前進(jìn)的，但是得到的好處沒有原來那么多了。截止目前，并沒有哪家芯片廠商包括代工廠臺積電就7nm芯片“已經(jīng)量產(chǎn)”發(fā)布相關(guān)信息。

小結(jié)

對于目前的半導(dǎo)體行業(yè)來說，制程微縮已經(jīng)不再是唯一出路，封裝技術(shù)的改進(jìn)、針對性更強(qiáng)的芯片則是未來半導(dǎo)體技術(shù)前進(jìn)的方向。如果一味追求制程但芯片在能耗控制、性能提升方面并沒有得到大幅度改善，更難的制造工藝也讓成本急劇上升，失去了制程提升的意義，也就變得不再重要。