重磅 | 台积电:已制造超10亿颗7nm芯片

近日,台积电在官方blog宣布,今年7月,台积电生产了第10亿颗功能完好、没有缺陷的7nm芯片,“使用的硅片足以覆盖超过13个曼哈顿市区,每个芯片拥有十亿个以上的晶体管。”

台积电完成10亿颗7nm芯片生产

据台积电所说,公司7nm技术于2018年4月正式投入量产,为全球所有代工厂中的首家,目前已经服务了全球超过数十家客户,打造了超100款芯片产品。

资料显示,台积电7nm的第一批产品包括比特大陆的矿机芯片、Xilinx(赛灵思)的FPGA芯片、苹果A12、华为麒麟980等。

台积电在文章中指出,公司在生产7nm芯片的过程当中,首次引入极紫外(EUV)光刻技术,为业内第一家将EUV应用于7nm时代的商业化生产的公司,在这过程当中积累的经验,将帮助台积电在接下来的5nm芯片量产任务中再次引领半导体行业。

此外,台积电还将7nm技术扩展到了N6工艺中,用EUV代替了常规浸没层。目前,N6已进入量产阶段,该工艺提供了一种全新的标准单元,逻辑密度提高了近20%,其设计规则与N7以前的版本完全兼容,并为7nm芯片设计提供了极好的成本效益的选择。

据了解,自台积电推出7nm技术以来,苹果、华为、AMD等客户都推出了新一代 7nm 芯片,包括麒麟990系列、A14及锐龙3000、RX 5700系列等,产能早已供不应求。

今年7月,英特尔宣布其7nm芯片将至少推迟至2022年上市,首席执行官Bob Swan称,英特尔可能会在未来寻找第三方纯晶圆代工厂来代工自己的芯片制造,台积电有望获得部分订单。

当前,除了台积电以外,仅有三星具备成熟的7nm制程工艺,IBM日前发布的新款CPU POWER10即采用三星代工的7nm技术。

制约7nm及其以下更先进制程的关键问题之一,即是此次在台积电10亿颗7nm芯片量产过程中立了大功的EUV光刻技术。

研究资料显示,光刻机是实现光刻工艺的关键设备,光刻机将掩膜版上的电路结构图复制到硅片上,启动芯片生产。而光刻机设备是所有半导体设备中复杂度最高、精度最高、单台价格最高的设备。

EUV光刻机是目前最先进的光刻机,采用EUV光源,使用的光波波长只有13.5nm,NA(数值孔径)为0.33,目前全球只有ASML能生产EUV光刻机,售价高达1.2亿美元。格芯首席技术官Gary Patton曾表示,如果在5nm的时候没有使用EUV光刻机,那么光刻的步骤将会超过100步。

在7nm技术上,台积电此前曾使用氟化氩来代替EUV完成了7nm工艺,但在产品生产周期、光学邻近效应矫正的复杂程度、工艺控制、良率等方面,相较使用EUV都有所不如。而在5nm或更先进的工艺领域中,EUV设备更被认为是不可或缺的。

西南证券分析师倪正洋6月17日报告指出,高端光刻机的突破需要物镜、光源、浸没式系统等核心组件和光刻胶、光刻气、光罩、涂胶显影设备、检测设备等诸多配套设施的协同发展。国内方面,在“02 专项”的大力支持下,近年来光刻产业链快速发展。

台积电何以“称霸全球”芯片市场?

美国《财富》杂志网站8月10日刊载题为《半导体是美中贸易战的武器。这家芯片制造商能为双方服务吗?》的文章。文章称,虽然并非家喻户晓的名字,但台积电控制着全世界约一半的芯片生产合同。台积电之所以对全球科技企业具有吸引力,自有其独到之处。

作为世界上最大的芯片制造商,台积电的股价自5月份以来上涨了近50%,成为全球10大市值最高的公司之一。

这反映了台积电在全球技术经济中的独特作用。虽然并非家喻户晓的名字,但台积电控制着全世界约一半的芯片生产合同。自主设计芯片的知名企业——最引人注目的是苹果公司——也要依赖台积电的世界级生产力,这样它们就不必斥巨资建造自己的工厂。拆开你的iPhone,你就会发现台积电生产的芯片。凭借实力台积电上升到全球500强中的第三百六十三位,收入达350亿美元。如今该公司60%的销售额来自美国,约20%来自中国大陆。

但是,台积电在芯片生态系统的核心地位使其对中美贸易紧张关系中的对抗尤为敏感。美国麦克罗波洛智库是保尔森研究所旗下专注中国的智库。该智库的马特·希恩说:“半导体是全球技术贸易中最明显的瓶颈之一。许多其他技术都有很好的替代品,但台积电没有很好的替代品。”

然而,不可替代并不能让公司坚不可摧。台积电董事长刘德音对《财富》杂志说,贸易逆风正给他们带来麻烦。他说:“我们的工作依赖知识的自由流动和贸易的自由流动。而这些无疑受到了压制。”

该公司最大的突破出现在2011年,当时它开始与苹果公司合作。苹果公司现在约占台积电业务的23%,而台积电是iPhone和iPad处理器的唯一制造商。

台积电之所以对史蒂夫·乔布斯的巨无霸公司具有吸引力,部分原因在于它以保护知识产权著称。在台积电初加入时,苹果和之前的芯片制造商三星正因知识产权侵犯问题而展开激烈诉讼。2002年至2014年担任台积电总法律顾问的理查德·瑟斯顿说,苹果公司审计了台积电的贸易保密协议,发现“我们在做的一些事情甚至连他们都没有做”。

在台积电,员工、客户和供应商都签署了保密协议。该公司在台湾的生产基地彼此设有防火墙,以防黑客找到某一个接入点。即使是低技术含量的盗窃也会受到严密防范。在一些芯片生产厂,打印纸上镶嵌着金属条,如果雇员想把纸条装在口袋里带出去,这些金属条就会在出口激活机场式的大门传感器。

该公司还有着完美执行的名声。每片半导体都包含数以十亿计的晶体管,要让芯片工作,每个晶体管都需要完美的制造。尽管台积电使用的制造设备都是商业流通的,但其开发利用这些设备的过程却几乎无法仿效。台积电研发负责人黄汉森是这样说的:“我可以买到与塞雷娜·威廉姆斯一样的网球拍,但我无法打得跟她一样好。”

台积电也是中国大陆最大的合同供应商,为智能手机公司小米、电脑制造商联想和一些电动汽车制造商生产芯片。

今年5月,台积电宣布将投资120亿美元在美国亚利桑那州建造一座工厂。新加坡国立大学客座高级研究员亚历克斯·卡普里认为,建厂是“一个让步”,台积电扩大在美国的生产规模是为了获得政治影响力。

ChinaIT.com 网站文章仅限于提供更多信息,不代表本网站立场观点。如需转载,请注明来源 。转载之文章来源于互联网,如有版权问题,请与我们联系:content@chinait.com。

下载 ChinaIT.com APP,随时掌握最新IT资讯