403 Forbidden
403 Forbidden格罗方德专家深度揭秘FD-SOI工艺四大优势
近日，中芯国际低调宣布在北京再开建了一条12英寸生产线，有消息称未来中芯国际可能会与格罗方德(Globalfoundries)合作，引进FD-SOI（全耗尽型绝缘层上硅）工艺平台。而此前在上海FD-SOI论坛期间，中国大基金项目负责人也与Globalfoundries高层进行了洽谈，由于三星和格罗方德已经开始了FD-SOI工艺的代工，而且FD-SOI工艺在射频和物联网芯片方面的优势明显，因此中芯国际开展FD-SOI代工服务的可能性很大，FD-SOI到底有哪些优势？近日格罗方德半导体Design Enablement 部门副总裁Subramani Kengeri及RF Field Marketing部门总监Peter Rabbeni在接受电子创新网采访时详细介绍了22nm FD-SOI 和RF-SOI 技术的特点和优势，这里做一个总结。此前格罗方德正式宣布已经可以提供22nm FD-SOI代工服务，公开的数据显示22nm FD-SOI工艺功耗比28nmHKMG降低了70%，芯片面积比28nm Bulk缩小了20%，光刻层比FinFET工艺减少接近50%，芯片成本比16/14nm低了20%，而且功耗超低，电压可以做到业界最低的0.4V，并可通过软件控制晶体管电压，还集成了RF射频，功耗降低最多50%。GF 22nm FD-SOI工艺将于2016年下半年在德国德累斯顿工厂投产，为此已投资2.5亿美元。ARM、Imagination、意法半导体、飞思卡尔、VeriSilicon、IBS、Semeria、Soitec等都表达了支持，宣布将会采纳该工艺。Subramani 指出在并购IBM的微电子部门之后，格罗方德的预期收入在今年将达到60亿美金。作为全球第二大晶圆代工厂，格罗方德拥有25000个工艺专利，当GF在2009年刚开业时只有AMD一个客户，而现在通过并购IBM微电子和特许半导体，格罗方德已经有250个客户！有18000名员工，2014年在全球半导体行业的排名第十九位，并购之后跃居到了第十三位。格罗方德 CEO Sanjay Jha博士在2014年11月上任后，提出了三个主要的业务发展方向就是1、卓越的运营，2、提供差异化的产品，3、发展战略伙伴关系。所以格罗方德收购了IBM微电子业务，这样以200mm晶圆计算，格罗方德的年产量已经达到了每年700万片。122nm FD-SOI工艺的优势Subramani 指出半导体行业的驱动力已经从移动计算(mobile computing) 转移到普适计算(pervasive computing) 和智能计算（intelligent computing）了，所以本质上可以说半导体的驱动力就是降低成本和提高能效。以前按照摩尔定律，大家总认为芯片成本会不断降低的，但是在28nm以后，如果采用了FinFET工艺，单个晶体管的成本是上升的。所以成本让半导体行业的经济基础出现了危机！再看能效，从开关功耗和漏电功耗看，0.4V是一个最佳的功耗点，一般为了将带功耗，采取的做法是降低工作电压，随着Vdd下降，频率也将降低，动态功耗将大幅减少。随着Vdd下降，漏电功耗也将降低。但是当Vdd 低于~0.4V时，功耗反而将增加，因为延时的增加会导致crow-bar电流升高,从而抵消之前降低的动态功耗。“其实不管是使用哪一种工艺，0.4伏的工艺电压是最好的。因此0.4伏的工艺电压对于未来所有科技发展都至关重要。”Subramani
指出。作为业内第一个22nm FDX平台技术，格罗方德可以分享哪些具体参数指标呢？“这个技术最有价值的一点就是它提供的性能和功耗堪比FinFET， 但成本却与28nm相当。刚才提到能效的时候，我们也提到了最好的工艺电压就是0.4伏，因此0.4伏超低功耗是异常重要的。”Subramani
指出，“22FDX这个平台还可以提供很多好处，其中一个就是正向体偏压技术（FBB），可以用软件控制的体偏压在功耗、性能和漏电功耗之间实现动 态平衡。”而内置RF功能也可以把系统成本降低大约50%，FBB允许在一个芯片上设置多个ti偏压和Vt点这对于降低很有好处。以实际设计来看，与28HKMG技术对比，22nm FD-SOI在不用体偏压技术的情况下，能实现性能提高40%而功耗不提高。在用了体偏压技术之后，你还可以将性能再提高30%。降低50%！所以从28nm技术到22FDX，相当于经历了2代技术，性能参数提升很大。在体偏压可调节的情况下，可以让这一个产品适应很多不同的程序，他还举一个例子，从总功耗和频段的图上看， 1.2GHz对于高端手机非常重要，800MHz主要针对的是中端机，也有低端的手机520MHz。对于1.2GHz频段，22FDX能相比28HKMG提高至少50%的性能，和降低18%的能耗。在800MHz频段，22FDX可以实现降低47%功耗。而对于520MHz 频率，工艺电压0.4V的情况下，功耗能降低92%。“FDX中的X指的是平台扩展性，我们在这一方面已经扩展出了四个不一样的平台，以此来满足不同需求。第一个是ulp，如果您希望0.4伏工艺电压，ulp是可以做的到。ull可以面向低漏电产品，将漏电电量降至1pa/um，这个是目前行业能够做到中最好的。uhp可以为您提供超越FinFET的表现，rfa是一个延展平台，面向所有的射频模拟产品。所以22FDX这单一的技术平台，其实可以拓展，满足很多不同应用的需求。”他补充说。虽然FinFET可以做到10nm级以及7nm级别，但是FDSOI也可以提供同样的优势，并且成本更低。“现在22FDX正好是处14LPP/LPE和10LLD之间，我们的下一个节点的目标是10nmFinFET相对应的性能，但是可以低20-30%的芯片成本。”他指出，“FD-SOI整合了RF以及eNVM使整个系统的成本更低，功耗更低，此外它还可以实现流片调试。”关于流片后调试（Post-Silicon） Tuning/Trimming，他指出这是非常重要的技术，在设计阶段，如果产品需要高性能或者是低功耗，则可以通过改变体偏压实现。如果你真的需要超低耗电或者超低漏电，也可以在流片后调整。而且也可以调整RF功能，据说经过流片后调试之后，即使这个晶片有稍微一点点的差别，调试之后就可以减少报废率，这是很大的成本优势。22nm FD-SOI有很强的扩展性，所以成本、体偏压、低功耗和流片后调试是其最重要的四个优势。2RF-SOI工艺的优势RF Field Marketing部门总监Peter Rabbeni介绍了RF-SOI工艺的优势。实际上，SOI (Silicon-On-Insulator绝缘体上硅)是一种用于集成电路集成电路 的供应商制造的新型原材料，替代目前大量应用的体硅(Bulk Silicon) 。SOI 是指绝缘层上的硅，作为一种全介质隔离技术，SOI 材料研究已有 20 多年的历史。SOI技术由于其特殊结构使得它具有了较高的跨导、降低的寄生电容、减弱的短沟效应、较为陡直的亚阈斜率，与体硅电路相比，SOI电路的抗辐照强度提高了100倍。SOI技术的另一应用是耐高温电路。在高温环境下，SOI器件性能明显优于体硅器件。这是由于高温下的SOI器件与体硅器件相比，由于SOI器件的源和漏结面积的减小使得泄漏电流降低很多。把SOI应用到射频器件上可以给我们带来哪些惊喜呢？Peter 指出，由于行业标准不断演化,市场对于支持数据密集型内容的设备需求 有所增加，但是上述这些标准也提高了 RF 系统的复杂性，并带来了性能挑战。他指出，根据思科（Cisco）的预测，到2019年底，通过无线传输的数据将达到2920亿GB，这个数据到底有多少，我们把它存进CD盘，CD盘排列起来可达有33公里的路程。如此的数据传输量已经让网络做出了巨大的改变。第一个改变就是LTE频带的扩展，扩频是为能够承载未来那么大的数据流量。第二是载波聚合（CA），多种不同的载波来更好传输流量，第三个是用于宽频的MIMO技术，这个技术指的是很多不同的信号在传递中保证信号的完整性。第四个是OFDMA调制， 但这个调制受到带宽的限制。这些改变在手机上体现为智能手机的构架渐现其复杂性，智能手机网络从2G到3G到4G对射频的要求也越来越高，不仅仅是有功率放大器，有更多的开关、过滤器，在PA跟天线之间有更多不同部件，因此在现在手持设备商对于PA的性能要求越来越高。“要让如今的射频智能手机拥有一个更高性能解决方案， 要用到一个技术，也就是RFSOI。”他指出。为什么要选择RFSOI，为什么现在选择呢？他指出有如下几个原因：1、RF-SOI能够在CMOS之上实现设备的堆叠（stack devices），克服的Johnson 极限(Johnson Limits)，提高效率。所以有了RFSOI可以达到高效与高功率并行。2、智能手机普遍运用LTE，因此RF的性能就必须提高，RF的衬底优势降低了寄生效能，提高了它的绝缘性。3、目前所谈到的技术都是基于硅芯片，在同一张硅芯片上可以实现更多逻辑与控制的集成。如果是GaAS技术则不能实现集成逻辑控制，需要另一个单独芯片控制GaAS芯片。但是如果是用RFSOI工艺技术，可以在同一张芯片上集成。4、成本---RF-SOI可以用于主流晶圆企业随时可用为什么现在要用呢？原因也是四个：1、RF-SOI技术已经成熟，获得大量采用，包括中国的晶圆企业如华力微等都可以量产RF-SOI器件。2、衬底的改进，在200mm到300mm生产范围内，已经有多种衬底。3、生产技术很成熟，可以降低成本，生产这个RF-SOI的成本是低于GaAS的。4、可以实现芯片集成，因此为设计新芯片框架拓展了思路。在RF前端，RF-SOI工艺技术应用很广，除了滤波器其他都可以采用RF-SOI工艺技术，“用RFSOI可以实现很多不同功能，更重要的是这些功能随着技术核心，都可以在同一片芯片RFF应用前端模块上实现。”他强调。“虽然目前GaAS在PA处于垄断但是RFSOI在追赶，随着不断的技术革新，将来PA市场上一定会有RFSOI的一席之地。”RF-SOI对中国也很重要，在中国，TDD 与 FDD 系统需要相互整合，因此需要重新考量系统架构，而RF SOI 作为集成平台，其简化的射频要求有助于实现前所未有的集成水平。“TD-LTE存在的一个问题是它不能够同时上下传输数据，它必须传、停、收，但是这个就降低了对于RF前端模块的复杂性使它能够使用更简单的技术更简洁的结构。我们相信RSFOI是能帮助驱动TD-LTE集成。”他指出。他指出格罗方德在RFSOI技术和发展方面是绝对的领导者，在2007年的时候就已经宣布推出了RF-SOI工艺技术，到2015年为止，已经提出了三到四代的技术，至今已经向全球交付的产品超过了165亿个RF-SOI产品。总之这一技术将给更多本土IC公司带来更具竞争力的产品！期待本土IC公司凭借FD-SOI工艺和RF-SOI工艺掘金物联网大市场！想和大神们一起吐槽智能硬件激荡灵感？加入我们创新网智能硬件吐槽群吧独行者速，众行者远！创新网智能硬件吐槽群是一个汇集半导体行业各类人才和资源的微信群，众多高管和技术大牛在这里发布最新信息，进行信息交流、资源对接和整合，如果您想碰撞灵感、发现新知，并乐于分享自己的心得，我们欢迎您加入我们。请加管理员个人微信号&eetrend-richard&，附上您的岗位、行业经验与资源优势所在，并告知您希望加入的意愿。我们收到后会尽快拉您入群。商务合作微信广告联系电话：
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中国微电子所在FinFET工艺上的突破有何意义？
&&作者：&&&&来源：半导体应用
核心提示：利用低温低阻NiPt硅化物在新型FOI FinFET上实现了全金属化源漏（MSD），将N/PMOS器件性能提高大约30倍。 那么，这个新型FinFET逻辑器件工艺是干啥用的呢?通俗的说就是下一用来制造CPU等逻辑器件的工艺，举例来说，现在14/16nm芯片大多采用FinFET工艺，而这个新型FinFET则是国内对下一代工艺的有益探索。
按：SOI技术作为一种全介质隔离技术，可以用来替代硅衬底。为何FinFET会成为主流，即便是掌握了22nm FD-SOI工艺的格罗方德还是购买了三星的14nm FinFET技术授权呢？本文将会解析：新型FinFET逻辑器件工艺突破到底有什么影响？
最近，中国微电子所集成电路先导工艺研发中心在下一代新型FinFET逻辑器件工艺研究上取得重要进展。微电子所殷华湘研究员的课题组，利用低温低阻NiPt硅化物在新型FOI FinFET上实现了全金属化源漏（MSD），能显著降低源漏寄生电阻，从而将N/PMOS器件性能提高大约30倍，使得驱动性能达到了国际先进水平。
基于本研究成果的论文被2016年IEEE国际电子器件大会（IEDM）接收，并在IEDM的关键分会场之一——硅基先导CMOS 工艺和制造技术（PMT）上，由张青竹做了学术报告。
那么，这个新型FinFET逻辑器件工艺是干啥用的呢?通俗的说就是下一用来制造CPU等逻辑器件的工艺，举例来说，现在14/16nm芯片大多采用FinFET工艺，而这个新型FinFET则是国内对下一代工艺的有益探索。
| FinFET和SOI
在介绍微电子所开发出的新工艺之前，先介绍下FinFET和FD-SOI工艺。
FinFET 中的 Fin是指鳍式，FET是指场效应晶体管，合起来就是鳍式场效应晶体管。在FinFET问世前，一直在使用MOSFET，但由于当栅长小于20nm的情况下，源极和漏极过于接近且氧化物也愈薄，这很有可能会漏电现象。
因此，美国加州大学伯克莱分校胡正明、Tsu-Jae King-Liu、Jeffrey Bokor 等三位教授发明了FinFET，把原本 2D 构造的 MOSFET 改为 3D 的 FinFET，由于构造很像鱼鳍，也就得名“鳍式”。
2015年，胡正明教授凭借在FinFET上的贡献荣获美国年度国家技术和创新奖。根据胡正明教授本人的介绍，FinFET实现了两个突破：一是把晶体做薄并解决了漏电问题，二是向上发展，晶片内构从水平变成垂直，也就是把2D的MOSFET 变为 3D 的 FinFET。
而这种做法有怎样的效果呢？
台积电就曾表示：16nm FinFET工艺能够显著改进芯片性能、功耗，并降低漏电率，栅极密度是台积电28nm HPM工艺的两倍，同等功耗下速度可以加快超过40％，同频率下功耗则可以降低超过60％。
值得一提的是，被三星挖走的前台积电员工梁孟松的博士论文指导教授就是胡正明，想必这也是三星能够在14nm FinFET上实现大跃进的原因之一吧。
相对于在晶体管上做文章的FinFET，SOI工艺则着眼于晶片底衬。
SOI （Silicon-On-Insulator绝缘体上硅）是指绝缘层上的硅，是一种用于集成电路集成电路的供应商制造的新型原材料。SOI技术作为一种全介质隔离技术，可以用来替代硅衬底。FD-SOI就是在衬底上做文章，在晶体管相同的情况下，采用FD-SOI技术可以实现在相同功耗下性能提高30%左右，或者在相同性能下，功耗降低30%左右。
根据格罗方德公布的数据：
22nm FD-SOI工艺功耗比28nmHKMG降低了70%；
芯片面积比28nmBulk缩小了20%；
光刻层比FinFET工艺减少接近50%；
芯片成本比16/14nm低了20%。
如果格罗方德发布的数据属实，那么，22nm FD-SOI拥有堪比14/16nm FinFET的性能和功耗，但芯片的成本却与28nm相当。而且格罗方德还表示：若是将制程提升到14nm，相对于28nm SOI的会有35%的性能提升，功耗也会降到原来的一半。
另外，SOI还具有了较高的跨导、降低的寄生电容、减弱的短沟效应、较为陡直的亚阈斜率，与体硅电路相比，SOI电路的抗辐照强度提高了100倍。在高温环境下，SOI器件性能明显优于体硅器件。
那么，为何FinFET会成为主流，即便是掌握了22nm FD-SOI工艺的格罗方德还是购买了三星的14nm FinFET技术授权呢？
原因就在于采用SOI工艺成本较高，而且现阶段Intel和台积电在硅衬底上能够做出满足要求的芯片，所以依旧使用硅衬底，台积电市场份额巨大，而Intel有最好的技术，两家选择了FinFET，自然而然整个产业链就跟着走，SOI工艺也就只能在射频和传感器市场找存在感了。
|  摩尔定律放缓是微电子所自主工艺的机会
由于技术和商业上的原因，摩尔定律也失去了效力，而且受制于光刻技术、硅材料的极限等因素，若要再进一步提升芯片性能，将FinFET和SOI相结合的道路不失为解决之道——采用FinFET+SOI衬底来提升芯片性能，毕竟FinFET（晶体管）+FD-SOI（底衬）显然是优于FinFET（晶体管）+硅衬底的。
而且由于商业上的原因，在制程大于28nm的情况下，随着芯片制程的提升，成本会逐渐降低，但是在芯片制程达到28nm以后，单个晶体管的成本却不降反升。这使得X nm FinFET（晶体管）+FD-SOI（底衬）的做法不仅在性能上不会逊色于Y nm FinFET（晶体管）+硅衬底（X>Y），与在商业上也很可能是有一定优势的。而这也是兼容主流体硅FinFET工艺，通过体硅衬底形成介质隔离的类SOI器件（FOI FinFET）已经成为重要的研究方向的原因。
而微电子所的新工艺就类似于FinFET（晶体管）+FD-SOI（底衬）的思路，根据微电子所官方介绍可以整理，新型FinFET器件工艺有以下特点：
一是针对FOI FinFET的固有缺陷，采用基于低温低阻NiPt硅化物的全金属化源漏在介质隔离上可以有效消除常规体fin上的漏电影响，并大幅降低源漏寄生电阻。使实际物理栅长为20nm的FOI FinFET的源漏接触电阻和方块电阻分别减小10倍和1.1倍，从而将N/P型FOI FinFET器件性能提高大约30倍，并且维持新结构的优异短沟道抑制特性。
二是由NiPt全金属源漏与Si界面的晶格失配在沟道中产生了附加张应力，有效地增强了电子迁移率，为N型 FOI FinFET的沟道迁移率增强技术提供新的集成方案。
三是通过肖特基源漏（SBSD）技术使源漏寄生电阻进一步降低，有效地提升了P型 FOI FinFET器件驱动性能（大于50%）。研究结果表明，全金属化源漏FOI FinFET相比类似工艺的常规FinFET漏电降低1个数量级，驱动电流增大2倍，驱动性能在低电源电压下达到国际先进水平。由于替代了传统的源漏SiGe外延技术，与极小pitch的大规模FinFET器件的兼容性更好，有助于降低制造成本，提高良品率，具有很高的技术价值。
也正是因此，微电子所的新型FinFET器件工艺能够得到IBM、意法半导体等国际知名主流集成电路公司的青睐。
最后要说的是，能否被商业化，技术指标是一方面，产业联盟也非常重要。如果国内研究所、企业能够和IBM、意法半导体、格罗方德等公司组成产业联盟，共同推广这项工艺，也许能有所斩获。制程工艺哪家强！看半导体巨头研发实力
1关于制程工艺，你想知道的　　【PConline 杂谈】当有新发布时，制造商都会大肆渲染自家产品的厉害之处。其中制程工艺是除了性能之外他们最注重的，比如更先进制程、更小的等等。目前处理器主要分PC领域的x86架构以及移动数码领域的ARM架构。但是它们都有一个共同点，那就是注重制程工艺。我们以往介绍处理器的时候，一般都是一笔带过。今天我们就详细介绍下制程工艺以及各个半导体巨头的研发实力。●关于制程工艺，你想知道的目前制程已经发展到nm（纳米）级别　　我们知道谈一个的制程工艺都用一个量化单位来形容或者对比。比如Skylake的采用了14nm制程工艺、曾经引起巨大争议的A9 CPU就采用了两种代工厂，一种是代工的14nm制程、另一种是台积电16nm制程。制程是指IC内电路与电路之间的距离　　可见，制程的单位是纳米（以前曾用过微米），我们天天说这个距离单位，但是这个距离单位的含义是什么呢？那就是指IC内电路与电路之间的距离。处理器内的微型电子元件（包括晶体管、电容器、电阻器等）躺在方形网格中充当着打开、关闭按钮。电子元件之间的距离就是用纳米来计算。我们都知道，一纳米等于十亿分之一米。电子元件彼此之间的距离越小，我们在芯片中放置的东西就越多。同时同样晶体管数目的DIE面积会降低。& 　　所以，我们看到Geforce GTX 680虽然晶体管数目比GTX 580多，但是芯片面积却只有后者的一半多一点，这就是从制程工艺大幅度进化到28nm的好处。制程进化的好处：晶体管更多，核心面积更小　　同时，制程工艺的进步也带来了理论上功耗的降低。相信大家都在问为什么了，那是因为提升制程，可缩小微处理器电子元件距离。将导致不同晶体管终端电流容量降低，这样就会提升他们的交换频率。每个晶体管在切换电子信号时，其所消耗的动态功耗直接与电流容量相关。所以，制程工艺提升（距离变短）了，同一频率下需求的电流容量降低，耗时也降低，这样晶体管就变得运行速度快、且能耗小。臭名昭著的 90nm制程　　当然了，我们加了一个理论上的修饰词，因为只有在同等架构条件下才有这个区分。比如臭名昭著的Intel 90nm制程让Prescott架构处理器被贴上火炉的标签，相比130nm工艺不进则退。原因大家都知道了，就是Intel的优化不足，导致了电压在四方形中发生泄漏，比起平时花了更多的电压来激活通电，于是导致了功耗以及热量的提升。按照这套乘法，晶体管单价会随着制程进化而降低，并且降价幅度越大　　我们知道，芯片业界有一则著名的理论，那就是摩尔定律。与其说它与半导体技术息息相关，不如说它是一则经济理论。半导体巨头们为何这么喜欢研发更先进制程？微型电子元件越小，你在晶片所放置的元件就越多。如果你掌握了比同行更加先进的制程，那么在同一面积的晶圆中你就能切割更多数目更小体积的芯片。所以，芯片越小，大成本会越低。尽管更小工艺尺寸需要更多昂贵设备，但这些投资成本会被每个晶片成本所抵消。　　说完了一大堆理论，大家明白了制程工艺了吗？下面，我们就简单介绍下各个半导体巨头关于制程工艺的研发实力。2各大半导体巨头制程工艺发展近况●各大半导体巨头制程工艺发展近况（一）●　　毫无疑问，Intel是半导体工业的技术霸主，是先进制程技术的带头人。十年来Intel高端核心面积的变化　　这些年来，Intel一直坚持Tick-Tock发展模式，新工艺、新架构每年交替到来，从趋势曲线上也可以清晰地看出，每一次升级工艺，核心面积都会骤然缩小，之后再随着规模的扩大而增大，如此往复循环。&14nm让Intel的Tick-Tock发展模式失效　　我们知道，Intel发展到Haswell后Tick-Tock发展模式就开始显得有名无实了，那是因为新工艺边个环节出了问题，也就是在14nm上碰了个厚墙壁。原本2013年见面的14nm制程拖到了2014年年底&14nm制程工艺的Skylake四核，可见DIE面积之小　　按照Intel内部自己的预期，2013年底或2014年初，14nm工艺就能登场，结果因为工艺缺陷一拖再拖，直到2014年下半年才登场，而且是拖拖拉拉，最初只有超低功耗版本的Core M系列，然后是低功耗的U系列，进入2015年中了才算铺开，桌面上更是刚推出仅仅两款K版本应付了事。幸好，到了2016年的开头，14nm终于伴随着全系列六代酷睿的推出，得到了被广泛认识的机会。10nm将会不断跳票？　　至于14nm制程的继任者，10nm制程，都不知道到猴年马月了。有意思的是，如果按照早些年的规划，10nm 2015年底就该上场了，结果再次遭遇不幸，看来和14nm当初的境遇差不多。&Global Foundries公司　　在K10或者之前的时代，AMD原本有自己的晶圆厂，直到45nm制程时代AMD都是自给自足的。但是但半导体制造是高投资高技术高风险行业，需要大量投资，双线作战乏力的AMD之后就玩不起了，将晶圆厂与自身业务分离，随后获得了中东石油土豪阿联酋的阿比扎比投资公司的青睐，这才有了现在的Global Foundries公司，中文名叫格罗方德。32nm制程成为了AMD CPU的黑历史AMD FX家族成为了GF的牺牲品　　不过，就是这个GF，在推土机时代就狠狠地坑了AMD一把，加上AMD自身在高端CPU市场不给力，低性能、高发热，感人的火炉让AMD在高端市场全面溃败。不争气的&&，让AMD的CPU制作工艺一直停留在32nm。幸好部门早已看破一切，选择与台积电合作研发、28nm制程以及下一代显卡的1xnm制程，才能避过GF的这个猪队友。&胎死腹中的14nm XM　　经过重新振作的Global Foundries，这两年不断跟上业界的脚步，拥有28nm、22nm SOI及14nm FinFET（鳍式场效应晶体管）工艺。但是雷声大、雨声小，22nm SOI工艺量产不顺，自己研发的14nm XM工艺折腾了两年也给放弃了。三星与GF达成了深度战略性合作关系，一定程度上解放了AMDGF获得了三星的14nm FinFET工艺授权　　幸好三星伸出了援手，让GF获得了三星的14nm FinFET工艺授权，过着寄人篱下的生活。如今三星的14nm工艺这都已经在苹果6s家族安家了（虽然后来带来了很大争议），而GF公司的14nm FinFET工艺将会在在被誉为救世主的Zen架构中得到实践。相信有着移动数码领域的成功经验，这次GF相信不再坑爹了吧！　　因为NVIDIA没有自己的晶圆厂，所以，即使你是老黄的忠实粉丝，请看台积电的条目吧！3台积电与三星之间恩怨不断●各大半导体巨头制程工艺发展近况（二）●台积电　　不黑不吹，无论是红色&核弹&还是绿色&核弹&，目前全世界的&核弹&都是从台积电（TSMC）出来的。台积电　　这句话代表了台积电在领域的崇高地位。我们知道，为了获得更大的产能，并提高利润率，世界上两大显示技术厂商和都采用了自主设计GPU芯片，外包给晶圆厂制造，并将芯片成品出售给授权的显卡生产商加工成显卡成品的商业模式。台积电，成为了他们最可靠的合作伙伴。&AMD GPU与台积电的合作到28nm戛然而止　　作为台湾最成功的企业，台积电无论产能还是良品率都是业内首屈一指的，尤其是活跃了4年之久的28nm制程，让NVIDIA获益甚多，Maxwell成为性能功耗比的标兵，就是直接受益于28nm的极致优化；也让AMD直接摆脱了GF的坑队友。再数数台积电28nm的其他客户：苹果、博通、英飞凌、联发科、高通、瑞萨、电子、意法半导体、德州仪器&&都不是省油的灯啊。&台积电代工的芯片巨头桃李满天下　　在台积电28nm的巅峰时期，想找台积电用28nm生产线给你造点芯片可不容易，交货时间最长达到了16个星期，也就是在下单之后，最长你得等将近四个月才能拿到货&&可见其火爆程度。&苹果A8由台积电代工　　不仅仅在PC领域的荣耀，台积电对苹果、高通等移动芯片商影响力巨大。比如，2014年初，台积电抢先上马20nm工艺，并成功争取到苹果A8处理器全球唯一代工厂超级大单，使当年第四季度的净利润增长了近一倍。2015年，Apple A9的芯片门事件让台积电的16nm FinFET工艺一炮而红。AMD的推出，台积电在GPU只剩下NVIDIA　　如今，半导体进入了FinFET工艺时代。PC领域，台积电也不再一家独大，虽然与井水不犯河水，但是三星以及和三星联姻后的GF在14nm FinFET工艺异军突起，加上让台积电不再成为唯一选择。AMD近期宣布了下一代架构 Zen、GPU架构&北极星&，并明确表示基于GF 14nm工艺制造。幸好保持了十多年合作关系的NVIDIA依然不离不弃，下一代的帕斯卡架构确定采用了台积电16nm FinFET工艺。&帕斯卡架构采用了台积电16nm FinFET工艺　　不过由于台积电16nm FinFET工艺在2015年年初遭遇不顺，所以NVIDIA也只能将帕斯卡&犹抱琵琶半遮面&，我们甚少见到实物出现。经历多次教训后的NVIDIA也十分谨慎，表示今年上半年就会投入大规模量产，下半年才陆续发布。比以往同样28nm制程时代的显卡更替，间隔更长。　　至于台积电的2016年，旗下的10nm将于今年第一季度流片，今年第四季度进入量产，此举将领先三星半年的时间，一举挽回16nm延期的颓势。让我们拭目以待。三星&2015年度全球半导体厂商产能排行　　其实三星是半导体领域的霸主，为什么这么说呢？从2015年度全球半导体厂商产能排行看到，三星遥遥领先，平均月产能达253.4万块等效200毫米晶圆，年增8％，市场份额15.5％。这时因为三星的半导体业务很丰富，涵盖了处理器、内存、闪存等不同类型，特别是后面两种产量巨大。不过篇幅限制，我们只谈处理器的。&三星处理器靠Exynos移动处理器发家　　一开始，三星研发的处理器都是自产自用的，随着三星ARM处理器名声越来越响，三星的工艺制程备受关注。目前，三星主打14nm FinFET工艺，基于20nm工艺平台而来，除了继续缩小栅极间距之外，晶体管首次从平面型转向三维立体型，并且是全耗尽式的(fully depleted)，还沿用了20nm上的可靠互连机制。&三星抢到了高通骁龙820的大订单　　相比接连不顺的台积电16nm FinFET工艺，2015年三星的14nm FinFET却非常顺利，使得三星抢回了苹果A9的订单，和台积电占半壁江山。高通也转而去找韩国巨头玩了，最新的骁龙820就是三星的14nm FinFET的最新力作。&14nm FinFET　　除了原有的移动领域，三星的工艺制程更拓展到桌面领域。2014年，三星就和GlobalFoundries深度合作，共同开发14nm FinFET。这一举措直接改变了GF以及AMD 领域的命运，拨乱反正。2016年，AMD更是准备将全系列产品线全面转交给自己嫡系的GF。台积电与三星恩怨不断　　有意思的是，三星和台积电在FinFET工艺时代还发生了摩擦。在2015年，前台积电主管梁孟松跳槽三星，后续法院证实三星非法从台积电获取了商业资料。之前在FinFET工艺方面，台积电一直领先于三星。但是当梁孟松进入三星的半导体部门之后，双方之间的工艺水准差被迅速抹平，三星也因此在争夺 A9 芯片订单中掌握了主动权。最后这事还是因为证据不足加上苹果A9处理器订单比例已分配而不了了之。4制程工艺的极限在哪里？制程工艺的极限在哪里？　　我们知道，目前最先进的制程就是14nm。随着半导体工业追求的制程越来越先进，量级迟早会步入量子级别的，到时会出现量子效应，导致原子之间的相互影响。所谓的电路就不是单纯的电路了，其工作原理和常规物理电路完全不同，其中&量子遂穿&效应就是其中之一。硅迟早迎来末日？　　其实大家不用考虑那么多，反正就是为了说明一个半导体工业恐惧的事实：的制程极限是1nm。当线宽大概在1nm量级的时候，电子无法用经典图像描述。此时，必须放弃使用硅做半导体了。碳管结构示意图：单个原子层卷起形成，相当于人类头发宽度的千分之一　　即使硅工艺快将走到尽头，未来仍可能有多种替代方案来接替硅的位置，并使摩尔定律继续延续下去。事实上，硅的替代材料还有多种，如致力研究的碳纳米管等。HBM技术会用到吗？　　此外也可以另辟蹊径，在使用现有工艺的情况下来提高单位面积下晶体管的集成数量。比如2.5D、3D堆叠等方案，目前在 3D NAND、HBM等已有成功应用。不过，发热问题得要好好想想。在未来甚至还可能有光子计算、量子计算、DNA计算等颠覆摩尔定律的超级计算机出现。　　也许这种高技术离我们很远，我们不需要担心，因为有人已经帮我们担心、帮我们摸索解决这个担心的办法。希望如此。
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