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三星寻求加快5nm及3nm芯片制程工艺研发 ,欲与台积电试比高
集萃丝印特印网  2020-11-16 00:00:00

    【集萃网观察】

三星加快5nm及3nm工艺的开发,欲与台积电试比高,未来能否超越台积电让我们拭目以待。

台积电近今年的发展可以说是顺风顺水,可以说台积电凭借着领先的工艺技术,在半导体行业中是游刃有余的,当然台积电也有一个竞争对手,那就是三星。但是三星相比于台积电,还存在很大的差距,虽然目前这两家都能够量产市面上最为先进的5nm芯片,而三星的良品率低是一大硬伤。

三星主动出击

澳洲幸运10开奖结果韩国三星电子在半导体代工领域向台积电制造发起正面挑战。三星确定采用新一代生产技术EUV光刻机的量产体制,计划用十年的时间来挑战台积电世界首位的地位。

三星电子副会长、三星集团实际大当家李在镕(Lee Jae-yong)10月13日在为期一周的欧洲之行期间,在位于埃因霍温的ASML总部会见了该公司的高层管理人员,包括首席执行官彼得·温林克(Peter Wennink)和首席技术官马丁·范登布林克(Martin Van Den Brink)。

在成为三星电子实际的掌门人以来,李在镕在多个场合都发挥了关键作用,去年韩美爆发贸易冲突之际,日本停止了对韩国三星、LG等公司关键物料的出口,后来也是李在镕亲自前往日本会见各大供应商以寻求解决办法。

三星方面证实,此次会议涵盖了双方共同感兴趣的各种问题,例如ASML出售EUV设备的计划,以及双向合作开发下一代存储芯片的细节。最重要目的其实是亲自催促对方,提前1个月交货生产先进制程不可或缺的9座EUV(极紫外光微影台)。在抵达首尔时,李在镕特别表示,他“在探索与EUV设备制造商建立牢固关系的方法”。相关资料显示,三星与ASML在多年来一直是合作伙伴关系,三星也在2012年投资入股ASML公司以加强合作,目前三星持有ASML 1.5%股份。

而台积电与目前全球唯一的极紫外光刻机供应商ASML也合作紧密,已获得了大量的极紫外光刻机。在8月份的全球技术论坛期间,台积电曾透露全球目前在运行的极紫外光刻机中,他们约有一半,产能则是预计占全球的60%。

三星要想实现篡位目标,非得加大EUV采购不可。ASML包括已交付和已接单的EUV总数约70台,台积电就过半,三星已启用10台,就算加上李在镕亲催提早交货9台,数量上勉强可以暂时逼近台积电已启用的20几台。

台积电虽然领先于三星,但是二者相差的其实并不是很大,台积电还是对三星有所顾忌。如过去3纳米架构也是率先由三星喊出将从目前采用的FinFET(鳍式晶体管)改变成GAA(闸极全环) —— 此举是为了抢救现在三星在7纳米、5纳米良率偏低的原因,因为GAA架构在实验室里面被发现,其抑制漏电的状况比起FinFET架构要好得多,若能有效控制漏电,对于芯片的效能表现将有所帮助。

澳洲幸运10开奖结果针对三纳米延续FinFET架构一事,台积电的首席科学家黄汉森表示不与三星同调改采GAA,除了是包括成本、客户IC设计衔接等问题外,台积电依旧有能力在制程进入更小的阶段上,仍采用原架构并且维持产品的效能表现,展现了晶圆代工龙头在技术上的优势地位。

虽然现在台积电在该领域占据着主导地位,但三星也越来越多地从英特尔(Intel)、高通(Qualcomm)和英伟达(Nvidia)等全球芯片设计公司获得芯片制造订单。在最新的芯片制造订单中,三星在其位于京畿道华城的工厂开始使用极紫外(EUV)光刻设备批量生产高通最新的应用处理器骁龙875。

台积电的领先优势得到持续巩固,同时外部市场环境也会提供长期利好。看起来台积电的晶圆代工龙头地位会愈加稳固,而其在整个半导体行业内的霸权也将更加牢不可破,然而事实并不像表面看起来那样简单。

当台积电放弃12nm以下先进制程投资,格罗方德放弃7nm以下先进制程研发之后,台积电真正意义上的挑战者只剩下三星。而三星也绝不会轻易放弃对台积电的追赶,并且对它的威胁程度也在不断提升。从实际来看,三星对台积电的威胁是全方位的。

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三星和台积电两强争霸

在半导体先进制程工艺方面,特别是行业进入14nm时代以后,玩家迅速减少。本来是英特尔、三星和台积电三足鼎立的局面,但由于在过去5年里,英特尔在工艺技术进度方面的不给力,一再延误,使得近两年10nm及更先进制程市场,不见了三足鼎立的局面,只有三星和台积电两强在争。

在三星和台积电两强争霸中,2015年为苹果代工的A9芯片在iPhone 6s上的续航能力不及台积电所生产芯片一事出现之后,三星就再也未能获得苹果A系列处理器的代工订单,苹果的订单也就全部交给了台积电,也成为了台积电最大的客户。

技术的领先也让台积电吸引了不少的厂商,华为也是台积电客户,并且还是第二大客户。这样一来台积电的发展就越来越快速,在芯片制程工艺方面,三星落后于台积电一段时间,相同的制程工艺,台积电都是率先大规模投产。

台积电的5nm工艺,在今年一季度就已大规模投产,三季度贡献了约10亿美元的营收,预计四季度将超过26亿美元。更先进的3nm工艺方面,台积电目前也在按计划推进,计划在2021年风险试产,2022年大规模投产。并且2nm芯片也已经获得了突破,目前已经在建设晶圆厂,为2nm芯片产能做打算。

同时,台积电对于光刻机也是加大引进的力度,预计到2021年底,台积电EUV光刻机将增至55台左右,而三星能采购的数量仅25台,差距明显,因此,EUV光刻机成为先进制程之争的关键资源。那么面对劲敌台积电的动作,三星也不可能无动于衷,从三星的董事长李在镕亲自前往ASML公司洽谈光刻机事宜,可以看出三星对于光刻机有多么的迫切了。在目前三星芯片代工领域的市场份额落后台积电的情况下,要想在5纳米和3纳米上实现反超,光刻机是重要的一环。

现在台积电具有压倒性的优势,三星想要在十年的时间里要超越台积电抢占第一,看来还是有一定的难度,不过三十年河西,三十年河东,谁也说不好。只能说这个一个富有挑战的目标,而至于结果还得等到那时候揭晓。

现在摩尔定律已经接近极限,之后必然会产生一些新兴的事物,现在的台积电在3nm以及2nm已经遥遥领先了。但是当摩尔定律到达极限的时候,新兴的行业开始出现,或许到那时半导体行业将再次洗牌,再次迎来一个新的局面。

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争夺晶圆代工市场

芯片需求的上涨对晶圆代工厂商的作用是显而易见的,特别是对于依赖先进制程的高性能芯片,7nm、5nm等制程的加持不仅让性能有了飞跃的提升,在功耗的控制上也有更多的余地。对于大部分依赖先进制程的芯片公司而言,从晶圆代工厂商中抢订单已经成为了头等大事。

前些年进军晶圆代工市场的英特尔,市场拓展速度缓慢,同时,由于自身先进制程技术不够成熟,英特尔在2020年第二季度财报中曾经提到,基于7nm的CPU相对于预期计划大约滞后了6个月,这将最初计划2021年底推出7nm芯片的时间节点延期到至少2022年。

再加上其整体芯片制造产能未能跟上市场需求的步伐,在2019年出现了CPU大缺货的局面,这也在客观上给了AMD迅速追赶的机会。为了遏制这一态势,近一年来,英特尔正在认真考虑将更多的芯片,特别是其核心产品CPU外包代工生产,而具备接单实力的厂商,也只有台积电和三星了。

论是台积电还是三星都非常渴望拿到英特尔的订单,因为这会给它们带来十分可观的收入。由于存储芯片市场疲软,对三星的营收产生了很大影响,因此,三星的晶圆代工产能利用率下降,想寻找新客户,英特尔是其主要的争取对象,若能拿到英特尔的大单,无疑可进一步增强其今后与台积电竞争的底气和决心。英特尔将在2021年初宣布其芯片外包决定,而且可能不止一种方案。拭目以待吧。

目前,全球市场8英寸晶圆供给缺口近二成,使得相应代工产能非常吃紧,涨价声音不断。如果能够抓住这一波晶圆代工市场产能短缺的行情,未来台积电与三星的争夺战将更具看点。据悉,三星正考虑针对旗下的8英寸晶圆厂进行投资,以提高生产效率,满足市场需求。

花费大笔资金改造老旧产线,能否产出与之匹配的效益?三星的这一投资计划也遭到了部分的质疑。不过,考虑到8英寸晶圆业务占据公司较高比例的营收,三星仍在积极推进这一行动。而台积电的8英寸晶圆业务所占比例较小,如果三星能够抓住这一波市场机遇,则有望缩小与台积电之间的市占率之差。

台积电一直以来在价格上比较强悍,而三星过往都有可能以低于台积电20-35%的价格来抢单。而且相对于台积电而言,三星在资金筹集方面具有优势,因为该公司能够通过其他业务部门的获利来进行投资。三星最大的致命伤是作为一个IDM半导体业者,同时又身兼晶圆代工,若是有手机芯片IC设计业者要来下单,难免会担心企业的商业机密被窃取,而这一点一直是三星的罩门。

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三星不仅拥有晶圆代工技术,同时也具备记忆体优势,因此近期端出了3D IC封装技术X-Cube,该技术采用硅穿孔科技(through-silicon Via,TSV ),除了能塞入更多的记忆体、让资讯的传输路径大幅缩短外,同时也可加快数据传送速度跟能源效益,能满足5G、AI甚至是高效能运算的需求,X-Cube将可用于7纳米跟5纳米先进制程上。

不只是三星,台积电在今年技术论坛上也推出3D硅堆叠与先进封装技术家族的3D Fabric平台,包括CoWoS、整合型扇出(InFo)以及系统整合芯片(TSMC-SoIC)等,都是透过异构整合的方式抢进高级封装市场,满足顾客需求的技术。

2018年裸退的台积电创办人张忠谋,将三星视为“可畏的对手”,他在去年接受媒体专访,提及对手三星时直言:台积电跟三星的战争绝对还没结束,我们只是赢了一、两场battle(战役),整个war(战争)还没有赢。

或许三纳米转换架构只是一个开端,接着不仅有下一代、还有下下一代的技术节点要跟台积电进行肉搏战,同时半导体随着5G时代的到来而产生出各种全新的应用,如第三代化合物半导体等,对不论是台积电或三星而言,绝对都是全新的功课。三星都还在努力中,台积电又怎能轻易松懈。这场双雄的斗争结果会如何,大家都还在看。

来源:电子产品世界



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