10nm時代來臨 三星、台積電給出了答案

2017年3月，三星和台積電分別就其半導體製程工藝的現狀和未來發展情況，發布了幾份非常重要的公告。

台積電董事長 張忠謀

三星表示，該公司有超過7萬個晶圓加工過程都採用了第一代10nm FinFET工藝，未來這一數量還會繼續增加，同時，三星還公布了未來的即將採用的工藝路線圖。

另一方面，台積電錶示採用其第一代10nm工藝的晶元將會很快實現量產。同時，在未來幾年，台積電將會陸續推出幾項全新的工藝，這其中就包括將在2019年推出的首款7nm EUV（Extreme Ultraviolet Lithography，極紫外光刻）工藝。

10nm: 三星還在不斷推進

其實早在2016年11月，三星已經開始將10nm LPE製造技術應用到其生產的SoC中。這一製造技術與三星之前使用的14nm LPP工藝相比，將能夠縮小30%的晶圓面積，同時能夠降低40%的功耗或者是提高27%的性能（以同樣的能耗）。到目前為止，三星已經用該技術加工量超過七萬片晶圓，從這一過程中規可以大概估算出三星的技術（考慮到10nm的工藝生產周期為90天左右）。

除了以上產品之外，三星計劃在2017年底量產採用第二代10nm工藝的晶元，也就是三星所說的10nm LPP工藝。未來，三星將會在2018年底推出採用第三代10nm工藝的晶元（10nm LPU）。去年，三星曾表示，10nm LPP工藝比現有的10nm LPE工藝提高了10%左右的性能，而10nm LPU工藝具體細節目前還一無所知。

但是我們可以肯定的是，10nm LPU工藝必然在性能，功耗和晶元面積上有所提升，但是具體在哪一方面會有巨大突破，目前還不甚明朗。隨著這一工藝的出現，三星也將會和英特爾在14nm上推出三代不同的改進工藝一樣，在10nm上推出三種不同的改進工藝。

10nm: 台積電已經準備好了

至於台積電，其10nm工藝（CLN10FF）已經有12英寸和15英寸兩個工廠能夠達到合格要求，其大規模量產大概時間為2017年下半年。預計未來這兩個工廠每季度能夠生產上萬片晶元。台積電希望能夠不斷增加產能，計劃在今年出貨40萬片晶圓。

考慮到FinFET技術冗長的生產周期，台積電想要提高10nm工藝的產能來滿足其主要客戶的晶元需求，還需要很長的產能爬坡時間。那麼蘋果如果想要使用採用這一工藝的晶元，為其今年九月或者是十月推出新手iPhone進行大量備貨，在前期還是非常困難的。

CLN10FF技術與CLN16FF+技術相比到底存在多少優勢，這個問題在台積電內部已經進行過多次討論，該工藝明顯是針對移動設備使用的SOC，而不是為普通晶元廠商準備的。在相同的功率和複雜性上，該工藝能夠提高50%的晶元密度。如果採用同一頻率和複雜性，同時降低40%的功耗，同樣能夠帶來20%的性能提升。

與三星不同的是，台積電並不打算在10nm工藝上推出多個改進型工藝。台積電預計在明年直接推出7nm工藝。7nm對於半導體製造工藝來說是非常重要的里程碑，吸引了很多設計者為之努力。

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