暗流涌動(dòng) 晶圓市場(chǎng)強者生存

　　目前市面上使用的芯片大多只是10nm制程，而在更小的制程中，已經(jīng)又掀起了一番腥風(fēng)血雨。由于制程不斷微縮，傳統的微影技術(shù)已經(jīng)達到極限，無(wú)法解決更精密的曝光顯像需求，只有改用保障更短的EUV(極紫外光刻)，才能準確刻錄電路圖。

　　而在下一代晶圓代工之中，7nm制程預計臺積電將會(huì )勝出。而在今年，被三星營(yíng)收上超越，被臺積電7nm制程蓋過(guò)風(fēng)頭以及關(guān)于摩爾定律失效的聲音甚囂塵上，這也讓原來(lái)的半導體制程霸主級存在Intel有些坐不住了。

　　晶圓領(lǐng)域 激流勇進(jìn)

　　就在今年9月19日，沉寂多時(shí)的Intel在北京開(kāi)展了一場(chǎng)有關(guān)制程工藝以及晶圓代工的展示活動(dòng)，試圖用數據向外界證明在半導體領(lǐng)域中，誰(shuí)才是真正的王者。甚至在嘉賓演講的PPT上，都出現了臺積電以及三星的名字，這在以前是非常罕見(jiàn)的，不過(guò)這也證明另外兩家企業(yè)已經(jīng)給了Intel足夠的威脅感。

　　隨著(zhù)AI、大數據、IoT等應用產(chǎn)品的爆發(fā)式發(fā)展，先進(jìn)工藝芯片的需求量也在增加，而現在全球市場(chǎng)能夠提供先進(jìn)制程的晶圓廠(chǎng)寥寥無(wú)幾，主要以Intel、三星、臺積電為代表，并且先進(jìn)工藝的代工利潤率也是非?？捎^(guān)的，所以這三位玩家顯然不會(huì )在這個(gè)領(lǐng)域中輕易退出。

　　以主流先進(jìn)制程的競爭來(lái)說(shuō)，在2017年上半年，臺積電10nm就已經(jīng)開(kāi)始放量增長(cháng)，而在9月11日臺積電在官網(wǎng)宣布聯(lián)手ARM、Xilinx等公司發(fā)布全球首個(gè)基于7nm工藝的芯片，并將在2018年正式量產(chǎn)。并且據臺媒報道，臺積電的5nm將會(huì )在2019年進(jìn)行風(fēng)險試產(chǎn)階段。

　　細微之處 各有所長(cháng)

　　而在5nm以下的制程，EUV則是必備工具，三星在明年生產(chǎn)7nm時(shí)，將會(huì )率先采用EUV，這也讓三星能夠提前適應EUV，有望加快發(fā)展速度。相較之下，臺積電的第一代7nm制程將仍然采用傳統的浸潤式微影技術(shù)，第二代才會(huì )使用EUV。

　　三星電子也表示，除了在2017年進(jìn)行8nmLPP(Low Power Plus低功耗加強版)制程進(jìn)行風(fēng)險試產(chǎn)外，還將在2018年推出7nm，同時(shí)三星也表示2019年將陸續推出5、6nm制程，而在2020年將投產(chǎn)4nm并導入環(huán)繞式閘級架構。

　　雖然目前臺積電由于率先進(jìn)行7nm的生產(chǎn)先人一步，但由于三星準備提前使用EUV技術(shù)，后續發(fā)展誰(shuí)將領(lǐng)先，猶未可知。與此同時(shí)，AMD今年推出的Ryzen處理器更是使用了由格羅方德提供的的14nm LPP工藝。

　　因此，如今Intel的處境已是群狼環(huán)飼，所有的競爭對手都在奮力追趕。不過(guò)面對這樣的局面，Intel也在當時(shí)大會(huì )上給出了PTT顯示，目前Intel的10nm制程依然遙遙領(lǐng)先于三星以及臺積電。

　　以10nm制程為例，Intel產(chǎn)品的最小柵極間距從70nm縮小至54nm，且最小金屬間距從52nm縮小至36nm。尺寸的縮小使得邏輯晶體管密度可達到每平方毫米1.008億個(gè)晶體管，是之前Intel14nm制程的2.7倍，大約是業(yè)界其他10nm制程的2倍。

　　據Intel方面透露，在2015年有7套EUV系統，現在有14套，其中分別為8套NXE3300B系統和6套NXE3350B系統。不過(guò)Intel目前也表示，光刻膠暫時(shí)還不會(huì )引入EUV。

　　手握利器 不懼挑戰

　　不過(guò)在前段時(shí)間，Intel、臺積電和三星就購買(mǎi)了ASML生產(chǎn)的多達27臺的3400B光刻機，要知道ASML生產(chǎn)的EUV3400B光刻機單臺售價(jià)超過(guò)1億歐元，而這其中訂單最多的便是來(lái)自Intel，顯然Intel也沒(méi)有表面上那么淡定，對于這種新技術(shù)還是非常的看中。

　　EUV極紫外光刻機(圖源：AMSL)

　　不過(guò)制程微縮除了需要有EUV之外，也需要開(kāi)發(fā)FinFET(Fin Field-Effect Transistor鰭式場(chǎng)效應晶體管)技術(shù)接班人。電晶體運作是靠閘級(gate)控制電流是否能夠通過(guò)，不過(guò)晶片越做越小，電流通道寬度不斷變窄，將難以控制電流方向，未來(lái)FinFET恐怕不敷使用，因此目前許多人認為GAAFET(Gate-all-around FET閘級全環(huán)場(chǎng)效電晶體)是最佳的解決方案。

　　在今年稍早的時(shí)刻，三星、格芯和IBM聯(lián)手，共同發(fā)布了全球首發(fā)的5nm晶圓技術(shù)，并采用EUV及GAAFET技術(shù)制作。三星預計FinFET在5nm之后將難以使用，4nm將會(huì )采用GAAFET。

　　必爭之地——中國市場(chǎng)

　　既然技術(shù)有了，那么自然也得要有相應的買(mǎi)家。目前來(lái)看，中國市場(chǎng)已經(jīng)成為了各大芯片巨頭以及晶圓代工巨頭最為重視的市場(chǎng)。

　　據外媒報道，世界高端晶圓代工市場(chǎng)規模不斷攀升，在2016年便達到了230億美元，其中來(lái)自中國的消費占其中的58.5%，但是中國的晶圓廠(chǎng)只占全球的25%。因此，這也讓所有的廠(chǎng)商都看到了中國龐大市場(chǎng)的商機。

　　根據全球芯片設備行業(yè)協(xié)會(huì )的估算，今年中國在晶圓代工領(lǐng)域的整體支出將從2016年的35億美元增長(cháng)到2017年的54億美元，足足上漲了54%，到2018年時(shí)，協(xié)會(huì )預計這一數字將會(huì )進(jìn)一步增長(cháng)至84億美元。

　　這也讓Intel意識到，只有占據了中國市場(chǎng)，才有可能在這場(chǎng)對決之中勝出，因此Intel也加快了在中國的投產(chǎn)速度。對于Intel而言，現在是一個(gè)關(guān)鍵的時(shí)間點(diǎn)，Intel將通過(guò)代工業(yè)務(wù)加身與中國伙伴的合作，把基于14nm和22FFL的FinFET帶到中國市場(chǎng)。

　　與Intel合作的國內廠(chǎng)商，展訊算是其中一個(gè)。目前展訊的SC9861G-IA和SC9853I移動(dòng)AP均使用Intel的14nm低功耗平臺制造而成，這兩款移動(dòng)AP分別于2017年3月和8月推出，同時(shí)還使用了Intel Airmont CPU架構。

　　不過(guò)目前更多的客戶(hù)還是掌握在臺積電手中，包括高通、蘋(píng)果、華為海思、NVIDIA以及聯(lián)發(fā)科等。并且臺積電最近也透露除了3nm工藝晶圓的動(dòng)向，臺積電創(chuàng )始人張忠謀表示臺積電將會(huì )在2020年建設2nm晶圓工廠(chǎng)，并且這個(gè)工廠(chǎng)將會(huì )設立在臺灣地區。

　　按照此前的預計，3nm晶圓工廠(chǎng)的建設預計要花費200億美元，有望拉動(dòng)臺南地區的經(jīng)濟發(fā)展，不過(guò)即便2020年開(kāi)始建設，最早投產(chǎn)恐怕也要等到2023年，也就是說(shuō)5年之內我們恐怕很難見(jiàn)到臺積電的3nm工藝處理器。

　　小結

　　總體來(lái)說(shuō)，目前晶圓代工市場(chǎng)中已經(jīng)出現了三強分立的局面，Intel、三星、臺積電都在積極備戰之中，每個(gè)玩家都想要提前拿下更小的納米制程工藝，好占有更多的市場(chǎng)份額。而中國市場(chǎng)也是這些大佬的兵家必爭之地，擁有了中國市場(chǎng)便擁有了全世界。晶圓市場(chǎng)暗流涌動(dòng)，鹿死誰(shuí)手猶未可知。