12月7日,采用三星10nm工藝制造的高通骁龍835跑分少下遭到曝光。就(jiù)在一天後(hòu),即2016年12月8日,采用台光近積電10nm工藝制造的華爲麒麟97日算0也遭到媒體曝光。此前,英特爾宣稱,將(jiāng)于2017年發(fā)布采得黑用自家10nm工藝制造的移動芯片,格羅方德也聲短些稱自研10nm工藝。
四家芯片巨頭紛紛進(jìn)入討從10nm芯片領域,預示著(zhe)芯片工鐵界的競争程度提升到新等級。那麼(me鐵光),芯片界的這(zhè)場“戰争”會(huì)結束嗎,芯片的未來又在著公哪裡(lǐ)呢?
芯片集成(chéng)度仍將(jiāng)子明持續提高
1995年起(qǐ),芯片制造工藝電現從0.5μm、0.35μm、0.25μm、0.18μm、0.15μm、老很0.13μm,發(fā)展到90nm聽亮、65nm、45nm、32nm、22n什藍m、16nm、14nm,再到即將(車區jiāng)到來的10nm,芯片的制程工藝不斷發(fā)展,集成(ché商紙ng)度不斷提高,這(zhè)一趨微山勢還(hái)將(jiāng)持續下去。
2016年12月8日,台積電聲稱,將(為吃jiāng)在2017年初開(kā白老i)始7nm的設計定案,并在2018年初量産,厭不對(duì)5nm、3nm和2nm工藝的相關投資工作也已開(kāi)始。此前,少暗三星購買了ASML的NXE3400光刻北北機,爲生産7nm芯片作準備,并計劃在2018年上半年實現量産。
雖然在矽晶體管的尺寸縮小到一定程度時(shí)會(h裡光uì)産生量子效應,導緻晶體管的特性難以控制。不過(guò),短期内,縮下用減制程尺寸,提高芯片集成(chéng)度仍是芯片廠商推動芯片向(x火近iàng)前發(fā)展的方向(xiàng),7nm、5nm、3nm、劇吃2nm工藝將(jiāng)一步步加劇芯片廠商之間的競争。
新技術將(jiāng)得到應用
除了FinFIT技術外,三星、英特爾等芯片廠商近些年紛紛投入到FD-S舞是OI(全耗盡絕緣體矽)工藝、矽光子技術、3D堆疊空廠技術等的研究中,以求突破FinFET的制造極限,擁有更多的主動權。各種(拿喝zhǒng)新技術中,猶以3D堆疊技術爲研究重點。
3D堆疊技術通過(guò)在存儲層上疊加邏輯層,將(jiāng)芯片的結人線構由平面(miàn)型升級成(chéng)立體型,線音大大縮短互連線長(cháng)度,使得數據傳輸更快,所受幹擾更小。拍電
目前,這(zhè)樣(yàng)的3D技術在理論層面(m們綠iàn)已有較大進(jìn)展,并在實踐中得到初步應用們離。2013年,三星推出了3D圓柱形電民我荷捕獲型栅極存儲單元結構技術,垂直堆疊可達24層。同也兵年,台積電與Cadence合作開(kāi)發(fā鐵街)出了3D-IC的參考流程。20業金15年,英特爾和美光合作推出了3D XPoint技術,使用該技術的存儲時子芯片目前已經(jīng)量産。
新技術的誕生,爲當下芯片開兒小(kāi)辟了全新的發(fā)展領域,這(zhè)也勢必加劇芯片廠商的競争程分但度。
新材料將(jiāng)進(jìn)入芯片領域
目前,制造芯片的原材料以矽爲主。不過(guò),矽的在信物理特性限制了芯片的發(fā)展問歌空間。2015年4月,英特爾宣布,在達到7nm工和兒藝之後(hòu)將(jiāng)不再使用矽材料。
III-V族化合物、石墨烯等新材料爲突破矽基芯片票就的瓶頸提供了可能(néng),成來來(chéng)爲衆多芯片企業研究的焦點,尤其是石墨烯。
相比矽基芯片,石墨烯芯片擁有極高輛術的載流子速度、優異的等比縮小特性呢場等優勢。IBM表示,石墨烯中的電子都化遷移速度是矽材料的10倍,石墨烯芯片的主頻在理論上可達花討300GHz,而散熱量和功耗卻遠低于矽基芯片。麻省理工學(關我xué)院的研究發(fā)現,石墨烯可光窗使芯片的運行速率提升百萬倍。
制約石墨烯芯片的最大因素是石墨烯的成(chéng)本問題,不過(數制guò)随著(zhe)制作工藝已逐漸成(chéng)熟,石墨烯的成(ch話如éng)本呈下降趨勢,石墨烯芯片量産的日子也不會(huì)太遠。201自但1年底,甯波墨西科技建成(chéng)年産300噸的石墨烯外北生産線,每克石墨烯銷售價格隻要1元。20來身16年4月,華訊方舟做出了石墨烯太赫茲芯片。
新材料爲芯片的發(fā)展提供了全新的方向坐日(xiàng),具有極大的潛力,議員已成(chéng)爲芯片廠商把控未來趨勢媽討、占領制高點的必争領域,而這(zhè)也將(jiāng)使得芯頻務片廠商之間的競争日益複雜。
從芯片誕生至今,芯片領域的創新從未停土電止,各廠商之間的競争也從未停歇。應變嗎費矽技術成(chéng)就(jiù)了90月機nm時(shí)代,一種(zhǒng)栅介質新材料成(ché見匠ng)就(jiù)了45nm時(shí)代,三栅極晶體管成(chéng)就(謝玩jiù)了22nm時(shí)代,FinFET技術秒男成(chéng)就(jiù)了當下的芯片時(shí)代。
未來, 3D堆疊等新技術、石墨烯等新雜刀材料將(jiāng)持續推動芯片領域的市地創新與發(fā)展,芯片廠商之間的競争領域也將(jiāng)延伸,從智能(n會有éng)手機擴展到互聯網汽車、VR、人工智能(néng麗照)等,競争將(jiāng)日趨複雜和激烈。人類對(duì)科學(xué)無盡的冷白探索,將(jiāng)使得芯片行業的這(zhè)場“戰争”繼續下討如去。