在IBM宣布2nm工艺制程技术突破的背景下,芯片巨头们正处于制程竞赛的新一轮。三星计划推出3nm工艺,台积电则计划迁移到2nm纳米片FET。这场竞赛似乎只关注先进制程,但事实上,更先进的制程代表了技术领先性和性能/功耗/面积(PPA)的平衡。不过,这并不意味着良率不重要。良率决定了芯片是否可用于量产,而1%的提高可能意味着每年1.5亿美元净利润。
新节点诞生的过程包括前期研发和后期工厂验证。在风险试产中逐渐提升良率,达到一定标准后才能正式量产。通常而言,85%以上是合格生产的标志,但这个数值并不是一个固定的标准,每个公司都有自己的认定标准。
不同产品和设计要求不同的制造流程,因此没有统一的标准。消费级产品如手机需要高良率,而汽车或航空等产品则可能采用更复杂、严格指标要求但较低良率的制造流程。
尽管较低良率可能影响最终成品,但它与产品合格率不同。“芯片制造过程中会引入各种不确定因素”,最终产生的一些不确定性就是良率。而“产品合格率”是质量概念,即卖出的好品比失效品多,这主要取决于封装工厂的技术和管理水平。
对于企业来说,芯片 良率直接反映了投放到市场中的可出售比例,因此对成本也有直接影响。“从评估整个成本角度来讲,良率是一个非常重要的指标”,王健说,“直接来说,良率直接影响到最终实际成本。”
提升芯片 良率可以视为摩尔定律延续,因为它可以通过更低成本实现更好的产品。此外,它也被视为经济定律,不仅包含物理特性,还涉及经济成本方面考虑。
虽然提升 良 率可以作为摩尔定律延续,但这并不意味着研发先进制程就无意义。大部分智能应用场景所需芯片可能连28nm都用不到,所以并不需要5nm以下晶体管,也就不需要花费上亿美金开发先进制程。但站在产业链发展和国家利益看待,则必须继续研发,以避免落后只能死路一条。这场自我较量将持续进行。