手机处理器十大排名:制程与良率的竞赛底牌
五月初,IBM宣布2nm工艺制程取得重大技术突破,这一消息在半导体行业引发了一番热议。它提醒了我们5nm处理器已经大规模市场化,而芯片巨头们正迈向下一轮制程竞赛:三星即将推出的3nm工艺将基于全栅极(GAA)FET,台积电也计划将FinFET扩展到3nm,然后到2024年左右迁移到2nm的纳米片FET。
一直以来,芯片巨头都把先进制程作为竞争的目标。他们追求功耗、性能和面积(PPA)的平衡,并通过营销策略来混淆节点命名规则。但更先进的制程代表着技术领先性,以及更高的性能和更低的功耗,因此备受关注。
然而,更重要的是良率。在IBM 2nm距离真正量产还需大约两年时间,与先进制程同等重要的是良率。1%的小提升意味着1.5亿美元净利润,是芯片顺利量产不可或缺的一部分。
通常而言,一款新产品要进入市场需要经过前期研发和后期工厂验证,在风险试产中逐渐提升良率,只有达到一定标准才能正式量产。一般而言,要达到85%以上才算是合格,但这个数字并不是一个固定的参考线,每家公司对此有不同的认定标准。此外,还要看良率的一致性。
不同公司、不同的产品与设计不尽相同,没有放之四海而皆准的统一标准。而对于消费级产品来说,其制造流程相对简单,质量要求相对较低;但对于汽车、航空等芯片产品,其制造流程中会做一些特定的改进,复杂程度加上更加严格的指标和要求,使得其最终良率会比消费类低,同时售价也相应高一些。
虽然较低的芯片良率可能会影响最终成品的情况,但它与产品合格率有所区别。“我所理解的产品合格率,是一个质量概念,即卖出去的良品失效比例。”陈一解释道,“这主要取决于封装工厂的手段和管理水平。”
总结来说,如果按芯片制造流程来分,芯片设计决定 良率,而封装测试决定最终生产出来的大批量商品是否符合质量标准。因此,对于每家企业来说,不仅要追求先进制程,还必须重视提高样本出货数量,即提高样本出货好的比例,这直接关系到成本控制以及长远发展战略。
提升样本出货数量可以被视为摩尔定律的一个延续,它不仅是经济上的考量,也是科技发展的一种方式。在非最先进制过程中进一步提升样本出货数量,可以被认为是在超越摩尔定律之外寻找新的增长点,比如优化电路设计、系统算法以及异构集成等方法。
尽管如此,将提升样本出货数量视为摩尔定律延伸前提条件是,该项工作并不直接决定晶圆厂是否进入下一代工艺研发开发。这也是为什么晶圆厂在公布技术路线图时,有时候会同时研发多个不同节点的情况,因为它们在挑战制作极限上不断努力。
从经济角度来看,如果只考虑成本的话,那么提升样本出货数量似乎是一个更加实际有效的手段,因为它减少了因坏品导致额外成本。而且,从目前学者们主张内循环政策指导这一方向来看,他们支持这样的方向认为符合国家政策引导需求。不过,从产业链发展及国家安全角度来看,则不能忽视研究新设备和材料,以保持竞争力并防止落后地位的事实挑战。这场自我较量持续进行,为未来提供动力与方向。