近日，據(jù)報(bào)道，芯片代工商臺(tái)積電將于本周五（1月26日）在臺(tái)灣南部科學(xué)工業(yè)園區(qū)(STSP)開工建設(shè)新的5nm工廠，臺(tái)積電董事長張忠謀將親自主持動(dòng)土典禮，這也將成為全球第一座5nm工廠。與此同時(shí)，三星電子最近也與IBM開始展開合作，欲共同打造5nm新工藝，與臺(tái)積電一爭高低。
臺(tái)積電連連發(fā)力 精準(zhǔn)布局
2018年1月10日，臺(tái)積電公布了2017年第四季度營收數(shù)據(jù)與整年?duì)I收狀況，財(cái)報(bào)顯示，第四季度其營收為92.1億美元，同比增長5.9%，較2017年第三季度增長10.1%。而臺(tái)積電2017年總營收為330.6億美元，同比增長3.1%。
據(jù)了解，2017年第四季度，臺(tái)積電10nm制程出貨量占第四季度銷售金額的25%；16nm和20nm的出貨量占整年銷售金額的20%。整體來看，臺(tái)積電2017年主要營收則來源于20nm、16nm以及10nm制程工藝。
同時(shí)，臺(tái)積電公司財(cái)務(wù)長兼副總經(jīng)理何麗梅表示，臺(tái)積電在2017年第四季度營收成長還來源于自行動(dòng)裝置的重要新產(chǎn)品的推出，以及來自加密貨幣挖礦運(yùn)算的持續(xù)需求?？梢灶A(yù)料的是，在2018年，加密貨幣運(yùn)算的需求將更為強(qiáng)勁。
2017年，比特幣迎來了爆發(fā)式的增長，從年初的1000美元，最高漲到2萬美元，全世界都為之震動(dòng)。無數(shù)巨資的砸入下，導(dǎo)致比特幣市場亂象叢生，隨著部分國家的干預(yù)，比特幣市場已經(jīng)漸漸穩(wěn)定下來。但即使如此，臺(tái)積電在2017年第三季度中，僅憑加密貨幣挖礦領(lǐng)域便獲得了4萬億美元的營收。
當(dāng)然，臺(tái)積電的布局遠(yuǎn)非如此，在2017年市場剛剛適應(yīng)10nm工藝不久，2018年便直接發(fā)力5nm工藝，同時(shí)最近臺(tái)積電的7nm工藝已經(jīng)獲得了50多家客戶的訂單，其中不乏有高通、蘋果以及海思等大客戶。而這些布局則讓同行的英特爾以及三星電子壓力倍增，這不，三星無奈只能與IBM攜手共同研發(fā)5nm工藝，欲與臺(tái)積電平分市場。要知道，2017年中，英特爾由于發(fā)布10nm工藝較晚的原因，錯(cuò)失市場良機(jī)，即使在10nm工藝遠(yuǎn)超三星電子與臺(tái)積電的情況下，也只能落得個(gè)“有力無處使”的下場。
三星聯(lián)手IBM欲與臺(tái)積電一爭高低
三星與IBM合作的關(guān)系已非一朝一夕，早在2007年，他們雙方便攜手一起研發(fā)過32nm制程工藝。2016年，兩者更是共同推出新款非易失“通用型”磁性隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器(簡稱MRAM)，欲直接取代DRAM。可以明顯感覺到，三星很多技術(shù)突破中都有IBM的影子。
目前市面上最先進(jìn)的工藝應(yīng)屬于英特爾的10nm工藝，至于7nm工藝臺(tái)積電和三星仍在生產(chǎn)中，甚至有人說7nm工藝將成為目前工藝的極限，當(dāng)然此說法也并非空穴來風(fēng)。部分業(yè)者認(rèn)為隨著晶體管尺寸的縮小，凹槽的寬度不斷減小，在一定尺寸范圍內(nèi)，量子的隧穿效應(yīng)開始起作用，也就是電子會(huì)有幾率從“墻壁”的一側(cè)突然出現(xiàn)在“墻壁”另一側(cè)，意味著不加電壓，源級(jí)和漏級(jí)是互通的，晶體管失去了開關(guān)作用，其實(shí)跟漏電差不多。在7nm這樣小的尺寸下，受“量子力學(xué)”的影響越來越大。那么，既然7nm工藝被認(rèn)為是目前的物理極限，5nm工藝又是怎么回事呢？
據(jù)業(yè)者表示，5nm工藝如果想要實(shí)現(xiàn)，那么就必須要改變傳統(tǒng)的硅半導(dǎo)體行業(yè)的垂直堆疊架構(gòu)，而目前研究團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)行將硅納米層進(jìn)行水平堆疊的實(shí)驗(yàn)，如果實(shí)驗(yàn)成功，那么5nm芯片生產(chǎn)只是時(shí)間問題。
對(duì)于外界的各種疑問，半導(dǎo)體制造公司VLSL Research首席執(zhí)行官Dan Hutcheson曾表示，F(xiàn)inFET是目前10nm處理器常用的晶體管，用在7nm工藝上應(yīng)該也沒有問題，但如果要用在5nm工藝上，恐怕不行。
事實(shí)上，對(duì)于臺(tái)積電與三星電子來說，5nm工藝或?qū)⒊蔀閮烧邲Q戰(zhàn)的決勝點(diǎn)。至于英特爾，兩者或許都沒放在眼中，畢竟據(jù)英特爾官方消息稱，英特爾欲在2020年左右推出7nm工藝，這比臺(tái)積電與三星電子計(jì)劃的時(shí)間還要晚一年多，至此來看，英特爾“牙膏廠”的名聲也是直接被坐實(shí)了。
中國芯又將何時(shí)突圍？
在半導(dǎo)體市場上，三星電子、臺(tái)積電以及英特爾等巨頭戰(zhàn)的熱火朝天，國內(nèi)的廠商卻只能默默觀戰(zhàn)，偶爾分得一杯“殘羹”，看著有些凄涼，但這就是目前國內(nèi)的實(shí)況。事實(shí)上，國內(nèi)半導(dǎo)體廠商這幾年也沒少發(fā)力，并購重組也都玩得不亦樂乎，可是就是得不到真正的技術(shù)，這讓國內(nèi)廠商也有些泄氣。
眾所周知，中芯國際是國內(nèi)最大的半導(dǎo)體公司，但是最新工藝也僅僅是28nm，雖然目前已在研究14nm和10工藝，但是想要正式商用、量產(chǎn)還差的遠(yuǎn)。而國內(nèi)另一大半導(dǎo)體企業(yè)華力微電子，自從挖了聯(lián)電的團(tuán)隊(duì)后，便開始“閉門造車”，至今未傳出新的進(jìn)展。
在2017年10月，中芯國際傳來喜訊，梁孟松將擔(dān)任中芯國際聯(lián)合首席CEO，帶領(lǐng)公司的研發(fā)部門。梁孟松是何人？要知道，現(xiàn)年65歲的梁孟松，曾先后擔(dān)任過臺(tái)積電研發(fā)處處長以及三星研發(fā)副總經(jīng)理，目前的FinFET技術(shù)，也是梁孟松的強(qiáng)項(xiàng)之一，臺(tái)積電曾表示，“梁孟松深入?yún)⑴c臺(tái)積電公司FinFET的制程研發(fā)，并為相關(guān)專利發(fā)明人?！?/p>
梁孟松在三星電子任職期間，使得三星電子與臺(tái)積電技術(shù)差距急速縮短，這也使得梁孟松任職到期時(shí)，三星電子極力挽留。而隨著梁孟松進(jìn)入中心國際挑起研發(fā)大梁，可以預(yù)料的是，中心國際制程工藝開發(fā)的速度將大幅度提升。另一方面，隨著5nm工藝制造難度的增加，臺(tái)積電以及三星電子等巨頭研發(fā)所耗費(fèi)的時(shí)間勢必會(huì)增加不少，這也為中芯國際彎道超車提供了一定的機(jī)遇。
小結(jié)：
以目前國內(nèi)的局勢來看，中芯國際在獲得梁孟松這一大將后，其實(shí)力勢必直線上升，同時(shí)，華力微電子在獲得聯(lián)電的助力后，實(shí)力與潛力也不可小視。隨著制程工藝的不斷進(jìn)步，其研發(fā)難度也將大大增加，而這期間，勢必要耗費(fèi)大量的時(shí)間去實(shí)現(xiàn)全新突破，這也將成為中國半導(dǎo)體企業(yè)彎道超車的契機(jī)。但是半導(dǎo)體芯片領(lǐng)域技術(shù)門檻非常高，并不是購買先進(jìn)的設(shè)備就能解決問題。在政策的“猛藥”之下，中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)還是剛剛摸著了門。