代工三巨头的得意与失意?2019年会有新的转折吗

公元前一世纪罗马的前三巨头庞培是军神,克拉苏是首富,而凯撒素有大志,从一个落魄贵族蛰伏多年苦心经营建立战功赢得声名,并最终成为最后的王者,那么对比现在的代工三巨头呢?

不同行业的从业者对于2018年的感受或是冰火两重天。而在7nm的江湖,有持续精进者,有孜孜以求者,亦有黯然退出者,亦同样上演了一场悲欣交集的剧情,而2019年会有新的转折吗?

三巨头的得意与失意?

在现在的代工三巨头中,台积电可谓是毫无悬念的领先者。其第一代7nm FinFET已经在2017年第二季度进入试产阶段,在2018年4月开始量产全球最为先进的7nm技术。但需要指出的是,其并非使用EUV技术,仍采用传统的DUV。但当时间转到2018年10月,台积电又实现了两大突破,一是首次完成了7nm EUV工艺的流片工作,二是其5nm 工艺将在2019年4月进行试产。

据悉,7nm EUV的应用,能继续提升并挖掘7nm的潜力,预计能提升20%晶体管密度,并降低6%-12%的同频功耗。而5nm的 EUV的试产,将使晶体管密度将提升80%,同功耗下频率再度提升15%。台积电CEO魏哲家曾表示,预计7nm晶圆的营收将在2019年占到总营收的20%。

与之交相映衬的是2018年约有50多款芯片由台积电7nm代工,基于台积电7nm打造的苹果A12芯片、华为麒麟980等都已经商用,而相较之下,三星的光辉相对黯淡,其7nm的成品仍旧是个未知数。

虽然在今年4月,三星就宣布已完成了7nm新工艺的研发,并成功试产了7nm EUV晶圆,比原进度提早了半年。10月三星宣布7nm LPP量产,且导入了EUV光刻技术,但三星大规模投产时间仍为2019年秋季,至少在进度、声势、生态层面已尽落下风,对于三星全产业链打法而言,2019或仍流年不利。

而格罗方德(GF)在2018年8月底宣布退出7nm及以下节点工艺研发与投资的重磅消息让业界震惊,这是继台联电之后第二家放弃10nm以下工艺的半导体公司,也预示着7nm及以后的工艺中只剩下台积电、三星及英特尔三家公司了,而其中英特尔的7nm进度还不得知。

虽然不涉足7nm及以下工艺让人惋惜,不过GF强调先进工艺不是唯一,22nm FD-SOI工艺以及14/12nm FinFET依然大有市场。格芯未来将会聚焦在FinFET、FDX、RF和Analog Mixed Signal等四个方向的研发,并建立独立于晶圆代工业务外的ASIC业务全资子公司。

相较之下,最委屈的可能还数英特尔(Intel)了。但其实,尽管Intel看似还在10nm较劲,但Intel首席工程官兼技术、系统架构和客户端产品总裁Murthy Renduchintala曾透露,7nm是独立的体系和团队,在充分吸收10nm的教训后,完全按照内部计划演进,而且Intel的7nm基于EUV光刻技术。有预测说Intel或在2020年底实现7nm量产。

或许单纯用代次来对比是不准确的。以业内常用晶体管密度来衡量制程水平,Intel的10nm工艺晶体管密度达到了100MTr/mm2,相当于7nm工艺,甚至比台积电第一批7nm DUV都要更好。或许Intel肯定仍会持续深挖10nm制程,赶超7nm EUV亦不是不可能。

EUV的冷暖意?

在7NM节点上,最为倚重的设备或是EUV了。目前,业内已达成共识,必须使用EUV才能使半导体芯片进入7nm甚至5nm时代。

而EUV的研发也是兜兜转转,其始于20世纪90年代,最早希望在90nm制程节点投入应用,然而EUV光刻机一直达不到正式生产的要求。无奈之下,只能通过沉浸式光刻、多重曝光等手段,将DUV一路推进到了10nm阶段。但从进入7nm时代开始,EUV开始反转,成为后摩尔定律的新推手。

而在EUV上,ASML风头无俩。据统计,2017年全球半导体光刻设备厂中,ASML以80%以上的市占率稳居龙头,其次是日本厂商尼康和佳能。而在高端EUV光刻机台方面,ASML几乎100%垄断供应,其也被称为“突破摩尔定律的救星”。

据ASML宣称,2018年下半年ASML已开始出货最先进的浸润式光刻机NXT:2000i,符合最新最先进的7nm/5nm制程工艺需求。其负责人也透露,2019年要出货30台EUV设备,而且还将在2019年下半年推出效能较前一代EUV提升24%的全新机款,以逐步满足市场需求。

虽然EUV看似要一飞冲天,但业界专家莫大康却此还存疑虑,他分析说EUV今年恐还不会全面推行,只能用在几个关键层上,主导仍是四次图形光刻加EUV的混合模式,原因在于EUV是个新产业链,需要光刻胶、pellicle等的配套,所以仍需要时间。

而ASML产能能否适应今年的需求,以及2018年年底供应商厂房起火的事件对供货带来何种影响,还待观察。

值得注意的是,ASML近年和中国市场互动频繁,除了中芯国际外,其客户还有华虹半导体、长江存储、合肥长鑫、英特尔大连厂、SK海力士西安厂、福建晋华等。在2018年上半年,ASML在中国市场营收已达约20%。

去年5月中芯国际完成了12nm工艺突破,以价值1.2亿美元订购了EUV光刻机,将在2019年交付,从这个时间段来看,国产芯片将有希望通过EUV技术实现更高层次的突破。

而为了抢占市场先机,芯片厂商纷纷热情推出自己的7nm芯片或处理器。在这些积极的厂商中,苹果、华为和高通已是台积电7nm的主力客户,AMD、NVIDIA、Xilinx(赛灵思)和其它AI芯片客户则瓜分其余部分。

2018年的7nm 胜负已分,2019年的争夺不仅将成为EUV的另一分水岭,对于5GGPU和AI等芯片厂商而言,更激烈的战况仍将持续,而谁将在CES展会上引起新一轮轰动呢?

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