這兩年為三星半導(dǎo)體業(yè)務(wù)立功最大的是存儲芯片部門,貢獻(xiàn)的營收、利潤達(dá)到七八成,而三星的晶圓代工業(yè)務(wù)雖然有高通這樣的VIP客戶,但在7nm節(jié)點(diǎn)上高通會轉(zhuǎn)投回臺積電,三星要想拉攏到更多的客戶,只能從工藝技術(shù)上著手了。這也是三星為什么跳過非EUV工藝的7nm工藝,直接上7nm LPP EUV工藝的原因,如今他們的7nm LPP工藝已經(jīng)完成了Synopsys的物理認(rèn)證,意味著7nm EUV工藝全球首發(fā)了。
在幾大半導(dǎo)體公司中,英特爾的10nm還沒搞定,7nm就更遙遠(yuǎn)了,臺積電的7nm工藝(N7工藝)量產(chǎn)比較順利,會有蘋果、海思、高通、NVIDIA、AMD等客戶陸續(xù)流片、量產(chǎn),不過臺積電的第一代7nm工藝還是傳統(tǒng)的多重曝光工藝,2019年的N7 Plus工藝才會使用EUV光刻工藝。
Globalfoundries這邊也是類似的路線,今年量產(chǎn)的7nm DUV還是傳統(tǒng)的深紫外光刻工藝,此前號稱頻率可達(dá)5GHz,AMD的7nm Zen 2處理器會使用Globalfoundries的7nm工藝,明年初問世,2020年的再下一代才是7nm EUV工藝。
三星在EUV工藝上市最激進(jìn)的,直接跳過了第一代非EUV光刻的7nm工藝,根據(jù)之前的路線圖,三星第一個(gè)使用EUV工藝的就是7nm LPP工藝,預(yù)定今年下半年量產(chǎn)。日前Synopsys與三星聯(lián)合宣布已經(jīng)使用后者的7nm LPP工藝完成了IC驗(yàn)證器的認(rèn)證工作。
這次認(rèn)證完成之后,三星的7nm LPP工藝可以立即提供認(rèn)證的運(yùn)行庫,包括DRC設(shè)計(jì)規(guī)則檢查、LVS布局與原理圖、金屬填充技術(shù)文件等等,這也意味著三星的7nm LPP工藝走入了正軌。
根據(jù)之前的消息,ASML的EUV光刻機(jī)中,臺積電訂購了大約10臺,三星訂購了大約6臺,英特爾訂購了3臺,Globalfoundries的EUV訂單數(shù)量不詳,國內(nèi)的中芯國際也訂購了1臺EUV光刻機(jī)用于7nm工藝研究,明年初交貨。
三星更新技術(shù)路線圖:7nm 2019年規(guī)模量產(chǎn)、新增8nm LPU
日前,三星在日本舉辦了三星鑄造工廠論壇(SFF)2018年會,更新了技術(shù)路線圖。
簡單來說,主要有三點(diǎn),一是基于EUV技術(shù)的7nm制程工藝會在接下來幾個(gè)季度內(nèi)大規(guī)模量產(chǎn)(初期EUV僅用于選擇層),二是導(dǎo)入8nm LPU工藝,三是重申,圍繞3nm節(jié)點(diǎn),將引入閘極全環(huán)場效晶體管(Gate-all-aroundFET,GAAFET),來取代FinFET(鰭式場效應(yīng)晶體管)。
三星晶圓廠分布
關(guān)于第一點(diǎn),三星稱已經(jīng)在韓國華城的S3工廠配置了多臺ASML Twinscan NXE:3400B EUV光刻機(jī),投資6萬億韓元的新EUV產(chǎn)線預(yù)計(jì)2019年竣工,2020年擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。
目前,官宣采用三星7nm LPP工藝的是高通驍龍5G SoC。
關(guān)于第二點(diǎn),8nm LPU(low power ultimate)是8nm LPP的改良版,后者比10nm LPP減少10%的芯片面積和10%的功耗,看起來LPU將進(jìn)一步在功耗、面積上做文章。
由于三星7nm LPP補(bǔ)充產(chǎn)能需要等到2020年,此間就是8nm在市場大展拳腳的契機(jī)。按照ZDNet的說法,高通也是三星8nm的客戶。
至于第三點(diǎn),三星將FinFET技術(shù)的極限發(fā)揮到5nm LPE和4nm LPP,計(jì)劃2019年風(fēng)險(xiǎn)試產(chǎn)。不過到了3nm時(shí)代,芯片越做越小,電流信道寬度不斷變窄,難以控制電流方向,三星提出了GAAFET方案,定于2020年早些時(shí)候試產(chǎn)。
另外,三星還表示,2019年,單芯片封裝技術(shù)3D SiP將準(zhǔn)備就緒。