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10nm工藝之戰又升級 聯發科HelioX30強勢搶灘

2016-09-26

  多年以來,在純邏輯制程方面,英特爾都可以理直氣壯地聲稱其工藝領先所有競爭對手。2007年英特爾在45nm節點導入HKMG工藝(High-K絕緣層+金屬柵極),直到2010年左右,HKMG才在整個半導體業界普及。2011年英特爾在22nm節點引入FinFET工藝,直到2014年大部分競爭對手才實現了FinFET工藝。從22nm推進到14nm,英特爾理應比其他廠商更順利一些,因為英特爾只需要縮小工藝尺寸,而其他廠商既要導入FinFET工藝,又要縮減尺寸,但是英特爾在14nm上卻栽了大跟頭。

  英特爾在2007、2009和2011年分別進入45nm、32nm和22nm工藝節點,14nm工藝按計劃應該在2013年推出,但是英特爾直到2014年才推出14nm工藝,比計劃晚了好幾個季度。

  三星則跳過了20nm,在2014年底直接進入14nm工藝,只比英特爾晚了一點點。三星最早的14nm工藝被稱為“14LPE”,在“14LPE”之后,三星將推出提升性能的“14LPP”工藝。三星也將14nm工藝授權給GlobalFoundries,從而使IC設計公司有更多的14nm工藝選擇。

  臺積電對抗14nm工藝的制程被其稱為“16FF”,這種16nm FinFET工藝在2014年末引入,2015年量產。2015年下半年臺積電還將量產一款提高性能的“16FF+”工藝。

  有兩點需要說明一下。英特爾公布的工藝導入日期是英特爾處理器導入新工藝的時間,而晶圓代工廠公布的工藝導入日期是系統級芯片(SoC)導入新工藝的時間。由于系統級芯片比處理器要支持更多的設備,所以系統級芯片所采用的工藝一般比處理器更復雜。相同的工藝節點,英特爾的系統級芯片工藝導入時間一般比處理器工藝導入時間晚一年。第二點,晶圓代工廠的14nm工藝指只縮減了前道工藝的尺寸,后道工藝還是20nm工藝的水平,英特爾的前道工藝與后道工藝都進行了縮減,因此英特爾的工藝尺寸比其他晶圓廠都要小。 顯然晶圓代工廠在14nm工藝的遷移比英特爾更順利,這種狀況對于這些晶圓代工廠意味著什么呢?

  28nm

  28nm時臺積電是晶圓代工廠的領頭羊,蘋果因此把應用處理器的訂單從三星轉移到了臺積電。14nm/16nm節點上,蘋果的業務仍然是臺積電最大的收入來源,但是蘋果把代工業務分給了三星和臺積電,而且三星的訂單更早一些。高通也把部分訂單從臺積電挪到三星。顯而易見,三星14nm的順利量產使得它從臺積電那里搶了不少生意。

  14nm

  14nm工藝推遲對于英特爾的影響難以判斷,英特爾僅有很少的代工業務,因此至少現在代工方面對于英特爾沒有實質影響。英特爾最主要的業務是PC處理器,在這個市場和AMD歷經多年拼殺,終于憑借先進的工藝和制造優勢迫使AMD賣掉了晶圓廠。現在英特爾在PC處理器市場近乎壟斷地位,從現在的市場來看,14nm工藝推遲對于英特爾的PC業務不會有實質性影響。工藝延緩或許對財務會造成不利影響,但是英特爾整個2014年的毛利仍然很高,所以這方面的影響也可以忽略。

  10nm

  本來根據英特爾的計劃,10nm工藝應該在2015年推出,但是現在至少要推遲到2016年下半年或者2017年上半年。與14nm類似,英特爾在10nm跳票嚴重。

  三星已經展示了10nm的晶圓,并表示他們將在2017年量產10nm工藝。

  臺積電也在緊攻10nm工藝,宣稱將在2016年第二季度試產10nm工藝,并在2016年末正式開始量產。基本上這三家公司在10nm工藝進度上是前后腳的關系。 三星和臺積電誰能夠在10nm工藝競賽中領先,誰就能夠得到更多蘋果的代工業務。現在三星和臺積電在10nm工藝開發上進展都非常好,不過GlobalFoundries的10nm工藝進展則是一個謎,GlobalFoundries最近把IBM的半導體業務買了下來,通過IBM的資源,GlobalFoundries現在開始開發自己的10nm工藝。

  英特爾的10nm工藝何時量產難以預測。英特爾剛剛收購了Altera,10nm工藝對于生產Altera的產品很重要。工藝推遲肯定會影響到英特爾的財務狀況,但是對于英特爾PC處理器的影響很難看清楚。

  聯發科刷存在感

  與高通驍龍820、三星Exynos 8890還有蘋果A10 Fusion相比,今年的聯發科似乎少了些存在感。不過按照計劃聯發科將在明年上半年祭出HelioX30和Helio X35兩款重量級產品,而現在的最新消息是二者會采用臺積電的10nm工藝,性能方面相比之前應該有較大提升。

  據了解,HelioX30曾準備使用16nm工藝,或許是為了增強競爭力聯發科才調整為10nm工藝。這顆旗艦級芯片將為10核心設計,集成兩顆主頻為2.8GHz的Cortex-A73高性能核心,四顆2.2GHz Cortex-A53核心與四顆2.0GHz Cortex-A35核心,兼顧了高性能與節能需要。而在其他方面,HelioX30將支持最高8GB LPDDR4內存以及Cat.12網絡,GPU則從之前的ARM Mali系列改用兼容谷歌Daydream VR的ImaginaTIon PowerVR系列。

  至于Helio X35應該定位要低于HelioX30,二者架構方面基本一致,但Helio X35的核心主頻要低一些,主要面向中高端設備。按照計劃,HelioX30和Helio X35的量產工作將在今年年末至明年年初啟動,搭載這兩款處理器的設備則會稍晚一點到來。


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