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英特爾IC製造能力可能2020之後被台積電超越

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科技產業資訊室 - May 發表於 2018年4月18日
 
圖、全球六大IC晶圓廠製程演進情況
(註:以晶圓廠製程量產之時間表)

根據研究機構Linley最新報告,英特爾長期的晶片製造技術優勢已正在消失,由於新製程技術無法順利開出,可能2021年之後,將落後台積電、三星及格羅方德等競爭對手。
 
由於,英特爾的10奈米製程進一步落後於計劃,曾經是IC龍頭的製造優勢正在消失中。去年(2017),三星和台積電皆開發出10nm技術並交付了大批量產品,儘管密度和速度都遠不及英特爾的10nm工藝,但是,優於英特爾的14nm技術。
 
市場上,希望英特爾能夠快速轉向10奈米以超越這些挑戰者。根據Intel最初的tick-tock時間表,該流程在2016年上半年到期,但將其納入定期製造流程證明是一項挑戰,推遲了進展。去年(2017)底,Intel雖小批量生產,但尚未推出10奈米產品或更新時間表,並坦言10奈米產品大量生產時間點將延後至2019年。如果,英特爾承受進一步的延遲,屆時英特爾的10nm與TSMC 的7nm工藝大致相同。此外,GlobalFoundries(GF)和三星也在追趕TSMC,希望不要落後TSMC太多,計畫最快在今年底、最慢在明年初,也能量產7nm產品,至少要在英特爾可以轉向其下一代(7nm)工藝之前。至於,聯電(UMC)14nm僅於2017年提供小量樣本。


中芯國際方面,正借助國家資本設法在先進製程上追趕國際大廠。今年初宣布,中芯國際宣布聯手大基金、上海集成電路產業基金兩大政府基金,共同投資102.4億美元給旗下中芯南方,且挖來粱孟松協助搶攻14奈米技術發展,目標訂2019年底量產每月3.5萬片晶圓。
台積電董事長張忠謀表示,大陸半導體產業在未來5到10年會有相當大進步,但那時還是會落後台積電5年以上。
 
在此同時,台積電推出了7nm技術並將於2018年Q2季開始批量生產,為下一代iPhone推出做準備。據稱台積電7奈米FinFET製程與10奈米相較,具有1.6倍邏輯密度,速度提高20%及功耗降低40%等優勢,對蘋果A系列處理器期望保持領先的技術目標具吸引力,因此很可能繼續採用台積電製程。
 
雖然,這些IC製造廠對於IC製程的命名不同,但從IC密度分析來看,代工廠的7nm技術接近英特爾的10nm密度,但7nm每個晶體管的成本可能會更好,儘管英特爾似乎以原始晶體管速度領先。簡言之,代工廠的7nm節點與英特爾10nm的功能相類似。
 
結語:
雖然,各家晶片電路密度不同而使製程命名不太一樣,但與英特爾的差距正逐漸縮小,如台積電的7奈米製程與英特爾的10奈米幾乎非常接近。但因,英特爾的新IC製程技術可能無法再突破,使其依靠卓越的製造來使其產品在市場上難再佔有優勢。
 
到底是半導體的摩爾定律的魔咒?還是,英特爾的晶圓製造工藝已是江郎才盡?本網站認為,最主要原因,必須先找到有能力採用最先進晶片的業者及對應的產品,例如:蘋果的下世代晶片及手機產品。而近來蘋果的手機晶片代工已由英特爾轉到三星再轉到台積電手上。
 
台積電董事長張忠謀曾談到摩爾定律他認為已失效,關鍵在於製程量產時間可能會拉長,同時製造成本也會增加而不會減半。然而,電晶體密度確定可倍數增加沒問題,且可望持續到2030年,只是2025年恐將先面臨成本經濟的挑戰。也就是說,未來晶圓的良率更困難,且研發及設備成本將更高,對晶圓代工廠而言,將是一大挑戰。(901字;圖1)
 
​[後續說明]
據台積電法說會(2018.4.19),共同執行長魏哲家表示,台積電7奈米製程已進入量產,下半年速度會加快,預估到今年第4季,7奈米占營收比將提高到20%,7奈米占全年營收比重可望達約10%。至於10奈米的客戶將會逐轉換至7奈米。台積電7奈米客戶涵蓋手機應用處理器、網通處理器、可編程邏輯元件、繪圖處理器和遊戲機特殊應IC,以及加密貨幣挖礦晶片和人工智慧晶片(AI)等高速運算晶片。他強調,台積電7奈米和7奈米強化都照既定的行程推進,其中7奈米製程,已有18個客戶導入產品設計定案,並於年底量量產;至於導入極紫外光的7奈米強化版會於明年量產,全數採用極紫光外光的5奈米,則會在2020年量產。

至於南京12吋廠16奈米進展,2018年4月開始小量產,第一期月產能2萬片規模,將以中國大陸客戶為主。


 
參考資料:
Intel's 10nm Is Broken, Delayed Until 2019. Tom's Hardware, 2018/4/26.
TSMC 7nm Approaches Intel’s Prowess. The Linley Group, 2018/4/17.

台積電30論壇聚焦AI人工智慧。科技產業資訊室,2017/10/24。
三星電子採用EUV開發7奈米晶片、追趕台積電。科技產業資訊室,2018/4/11。
台積調高資本支出 歷年最大手筆。經濟日報,2018/4/20。



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