英特尔台积电三星GF工艺制程对比

2013-11-18 08:41:43来源: 煮机网
    说了一大堆,无非论证了,除了大家熟悉的xx纳米(线宽)越小制程越先进,评价目前半导体制程水平还有两点:Poly/SiON极和HKMG栅极的档次差距,以及如果同样是HKMG栅极的情况下,采用前栅极工艺(gate-first)和后栅极工艺(gate-last)对芯片在实际应用时的影响。

这里再总结一下:
(1)与poly/SiON相比,使用HKMG栅极,晶体管能做的更小,漏电也更少
(2)在高性能/低功耗方面,使用后栅极工艺HKMG栅极的芯片较好
可能大家会提到FinEFT即3D晶体管,这个是整个晶体管层面上的创新(三栅极晶体管),而之前我们讨论的、无论是关于HKMG栅极和poly/SiON栅极,还是gate-first/gate-last工艺,创新仅仅局限在传统晶体管的栅极上。考虑到目前只有Intel 一家实现了3D晶体管的大规模量产和实用,其他厂商完全与其不在一个档次上,而此文的主要目的是比较台积电、Globalfoundries、三星目前半导体制程工艺的优劣,所以就不再深究FinEFT的影响了。
台积电28nm制程工艺分布情况

台积电目前四种适应不同市场定位设备的28nm工艺,其中HP、HPL、HPM皆采用了HKMG栅极和后栅极工艺,而LP采用了poly/SiON栅极和前栅极工艺。所以,综合来看,HPM最好,LP最差。
参照上图,性能方面HPM>HP>HPL>LP,漏电HPL<HPM<LP<HP。
实用层面,高通MSM8960 Snapdragon S4使用的就是28nm LP工艺,而红米吹嘘的联发科四核芯片MT6589T也是台积电最差的28nm LP工艺。

HPM的实用典范则是高通的骁龙800。最近MTK(联发科)发展势头惊人,已经曝光的下一代四核芯片MT6588和八核芯片MT6592将采用台积电28nm级别综合最好的HPM工艺。
英伟达A15核心的Tegra 4使用的是漏电最少的HPL,看来为了控制A15的功耗,英伟达也只有在制程工艺上弥补了。
GlobalFoundries的28/32nm 制程工艺情况

Globalfoundries四种28nm制程工艺和单独列出的32nm制程,皆是gate-first即前栅极工艺,可见其目前的制造水准。
这里不得不八卦一下,Globalfoundries最初成立是依靠从AMD分离出来的晶圆制造厂,后来获得中东超富产油小国的Advanced Technology Investment Company(ATIC)公司投资入股,到最后ATIC全资入股,所以Globalfoundries烧钱起来是毫不吝啬的。中东富豪投资这一行,花钱起来让人侧目,但似乎并不怎么上进。
如上表,32nm级别的SHP和28nm级别的HPP、HP、SLP都是HKMG栅极,而G(unoffical)则是传统的Poly/SiON。客户一栏里我们也可以发现,Globalfoundries主要客户还是AMD。
另外,据说Globalfoundires依靠价格优势以及台积电产能不足,今年第三季度从台积电那里分流了点MTK(联发科)和高通的28nm级芯片的订单,具体用在哪些产品上,笔者并不清楚,但可以肯定的是,这些芯片的品质非常一般。
三星也传出把Globalfoundries当做是“后备工厂”,因为目前三星的晶圆工厂已无法同时满足自家芯片和苹果A系列移动芯片的需求,就把一部分订单转包给了Globalfoundries。苹果整天吵着要“脱离”三星,事实上,三星根本无所谓,你脱离了反倒释放了产能,可以给自己的产品集中供货。
三星 28/32nm制程工艺情况

三星目前的28nm级别制程使用的是HKMG栅极,但是是前栅极工艺。自家的Exyons 5系列芯片和苹果的A7,都是采用的此种工艺。
但是千万别以此小看了三星。早在业界进入HKMG时代之初,三星声明支持前栅极工艺却秘密研发后栅极工艺,下一代无20nm/14nm全面使用后栅极工艺应该是板上钉钉了。
还有更惊人的,三星的14nm级FinEFT即3D晶体管早在2012年年底就已经流片成功,相传明年旗舰Galaxy s5上的Exyons 6系列芯片就使用这种工艺制造,而量产时间点,就在明年2014年年初!相比之下,目前晶圆代工市场份额最大的台积电,其产品路线图显示2015年才会量产3D晶体管芯片。而Globalfoundries,在三星已经流片14nm FinEFT晶圆成功的前几个月,才刚刚宣布14nm 3D晶体管的研发计划。
如果传言属实,三星进步神速不但会在技术上最接近Intel,最先进制程的大规模量产实用层面,则一举超过包括Intel、台积电和Globalfoundries。未来一年将是晶圆代工市场格局发生关键性转折的一年,三星无论在技术上、还是率先大规模实用最先进制程工艺上,很可能一鸣惊人,就此逆转老3的地位。
至于苹果要脱离三星,圈内稍微有点常识的都知道,这对苹果来说是得不偿失,只能在媒体上吹风而已。把订单交给台积电,台积电不愿承担风险,为台积电增加投资和补贴意味着抬高成本;而把订单交给GlobalFoundries,GF如此懒散不求上进的“土豪”,无论是大规模量产供货上,还是产品技术品质,都竞争不过勤奋的亚洲人。Intel ?苹果得看别人的心情。
总结
Intel在后PC时代还是保持着Tick-Tock的节奏,这几年在制程级别的代级领先和更先进的工艺技术,还是前几年积累的。竞争对手与其差距正在慢慢缩小。其中,三星尤其值得警惕。
晶圆制造领域Intel 之外的其他厂商,台积电的表现算是稳扎稳打,但基于赢利/商业利益的考量,技术演进的速度还是过于保守了。靠钱堆起来的Globalfoundries 开始有了起色,正在慢慢走向成熟,但土豪的气质依然未变,靠脚底下石油不愁吃不愁穿的阿拉伯人,最欠缺的其实是亚洲人的上进心/危机感。
三星的话,不多说了,看不久的将来会发生什么吧。

关键字:英特尔  台积电  三星

编辑:北极风 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/xfdz/2013/1118/article_27839.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
英特尔
台积电
三星

小广播

独家专题更多

富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
 
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved