臺積電5nm將開(kāi)工 中國芯何時(shí)突破重圍？

　　近日，據報道，芯片代工商臺積電將于本周五(1月26日)在臺灣南部科學(xué)工業(yè)園區(STSP)開(kāi)工建設新的5nm工廠(chǎng)，臺積電董事長(cháng)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(chǎng)。與此同時(shí)，三星電子最近也與IBM開(kāi)始展開(kāi)合作，欲共同打造5nm新工藝，與臺積電一爭高低。

　　臺積電連連發(fā)力 精準布局

　　2018年1月10日，臺積電公布了2017年第四季度營(yíng)收數據與整年營(yíng)收狀況，財報顯示，第四季度其營(yíng)收為92.1億美元，同比增長(cháng)5.9%，較2017年第三季度增長(cháng)10.1%。而臺積電2017年總營(yíng)收為330.6億美元，同比增長(cháng)3.1%。

　　據了解，2017年第四季度，臺積電10nm制程出貨量占第四季度銷(xiāo)售金額的25%;16nm和20nm的出貨量占整年銷(xiāo)售金額的20%。整體來(lái)看，臺積電2017年主要營(yíng)收則來(lái)源于20nm、16nm以及10nm制程工藝。

　　同時(shí)，臺積電公司財務(wù)長(cháng)兼副總經(jīng)理何麗梅表示，臺積電在2017年第四季度營(yíng)收成長(cháng)還來(lái)源于自行動(dòng)裝置的重要新產(chǎn)品的推出，以及來(lái)自加密貨幣挖礦運算的持續需求?？梢灶A料的是，在2018年，加密貨幣運算的需求將更為強勁。

　　2017年，比特幣迎來(lái)了爆發(fā)式的增長(cháng)，從年初的1000美元，最高漲到2萬(wàn)美元，全世界都為之震動(dòng)。無(wú)數巨資的砸入下，導致比特幣市場(chǎng)亂象叢生，隨著(zhù)部分國家的干預，比特幣市場(chǎng)已經(jīng)漸漸穩定下來(lái)。但即使如此，臺積電在2017年第三季度中，僅憑加密貨幣挖礦領(lǐng)域便獲得了4萬(wàn)億美元的營(yíng)收。

　　當然，臺積電的布局遠非如此，在2017年市場(chǎng)剛剛適應10nm工藝不久，2018年便直接發(fā)力5nm工藝，同時(shí)最近臺積電的7nm工藝已經(jīng)獲得了50多家客戶(hù)的訂單，其中不乏有高通、蘋(píng)果以及海思等大客戶(hù)。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(wú)奈只能與IBM攜手共同研發(fā)5nm工藝，欲與臺積電平分市場(chǎng)。要知道，2017年中，英特爾由于發(fā)布10nm工藝較晚的原因，錯失市場(chǎng)良機，即使在10nm工藝遠超三星電子與臺積電的情況下，也只能落得個(gè)“有力無(wú)處使”的下場(chǎng)。

　　三星聯(lián)手IBM欲與臺積電一爭高低

　　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(guò)32nm制程工藝。2016年，兩者更是共同推出新款非易失“通用型”磁性隨機訪(fǎng)問(wèn)存儲器(簡(jiǎn)稱(chēng)MRAM)，欲直接取代DRAM?？梢悦黠@感覺(jué)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)的工藝應屬于英特爾的10nm工藝，至于7nm工藝臺積電和三星仍在生產(chǎn)中，甚至有人說(shuō)7nm工藝將成為目前工藝的極限，當然此說(shuō)法也并非空穴來(lái)風(fēng)。部分業(yè)者認為隨著(zhù)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，量子的隧穿效應開(kāi)始起作用，也就是電子會(huì )有幾率從“墻壁”的一側突然出現在“墻壁”另一側，意味著(zhù)不加電壓，源級和漏級是互通的，晶體管失去了開(kāi)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(lái)越大。那么，既然7nm工藝被認為是目前的物理極限，5nm工藝又是怎么回事呢?

　　據業(yè)者表示，5nm工藝如果想要實(shí)現，那么就必須要改變傳統的硅半導體行業(yè)的垂直堆疊架構，而目前研究團隊正在進(jìn)行將硅納米層進(jìn)行水平堆疊的實(shí)驗，如果實(shí)驗成功，那么5nm芯片生產(chǎn)只是時(shí)間問(wèn)題。

　　對于外界的各種疑問(wèn)，半導體制造公司VLSL Research首席執行官Dan Hutcheson曾表示，FinFET是目前10nm處理器常用的晶體管，用在7nm工藝上應該也沒(méi)有問(wèn)題，但如果要用在5nm工藝上，恐怕不行。

　　事實(shí)上，對于臺積電與三星電子來(lái)說(shuō)，5nm工藝或將成為兩者決戰的決勝點(diǎn)。至于英特爾，兩者或許都沒(méi)放在眼中，畢竟據英特爾官方消息稱(chēng)，英特爾欲在2020年左右推出7nm工藝，這比臺積電與三星電子計劃的時(shí)間還要晚一年多，至此來(lái)看，英特爾“牙膏廠(chǎng)”的名聲也是直接被坐實(shí)了。

　　中國芯又將何時(shí)突圍?

　　在半導體市場(chǎng)上，三星電子、臺積電以及英特爾等巨頭戰的熱火朝天，國內的廠(chǎng)商卻只能默默觀(guān)戰，偶爾分得一杯“殘羹”，看著(zhù)有些凄涼，但這就是目前國內的實(shí)況。事實(shí)上，國內半導體廠(chǎng)商這幾年也沒(méi)少發(fā)力，并購重組也都玩得不亦樂(lè )乎，可是就是得不到真正的技術(shù)，這讓國內廠(chǎng)商也有些泄氣。

　　眾所周知，中芯國際是國內最大的半導體公司，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。而國內另一大半導體企業(yè)華力微電子，自從挖了聯(lián)電的團隊后，便開(kāi)始“閉門(mén)造車(chē)”，至今未傳出新的進(jìn)展。

　　在2017年10月，中芯國際傳來(lái)喜訊，梁孟松將擔任中芯國際聯(lián)合首席CEO，帶領(lǐng)公司的研發(fā)部門(mén)。梁孟松是何人?要知道，現年65歲的梁孟松，曾先后擔任過(guò)臺積電研發(fā)處處長(cháng)以及三星研發(fā)副總經(jīng)理，目前的FinFET技術(shù)，也是梁孟松的強項之一，臺積電曾表示，“梁孟松深入參與臺積電公司FinFET的制程研發(fā)，并為相關(guān)專(zhuān)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(zhù)梁孟松進(jìn)入中心國際挑起研發(fā)大梁，可以預料的是，中心國際制程工藝開(kāi)發(fā)的速度將大幅度提升。另一方面，隨著(zhù)5nm工藝制造難度的增加，臺積電以及三星電子等巨頭研發(fā)所耗費的時(shí)間勢必會(huì )增加不少，這也為中芯國際彎道超車(chē)提供了一定的機遇。

　　小結：

　　以目前國內的局勢來(lái)看，中芯國際在獲得梁孟松這一大將后，其實(shí)力勢必直線(xiàn)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(zhù)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，勢必要耗費大量的時(shí)間去實(shí)現全新突破，這也將成為中國半導體企業(yè)彎道超車(chē)的契機。但是半導體芯片領(lǐng)域技術(shù)門(mén)檻非常高，并不是購買(mǎi)先進(jìn)的設備就能解決問(wèn)題。在政策的“猛藥”之下，中國半導體產(chǎn)業(yè)還是剛剛摸著(zhù)了門(mén)。