據(jù)外媒報道,韓國警方近日逮捕了三星SystemLSI部門的一位李姓高管,原因是他將該公司的半導體技術機密(三星14nm、10nm工藝)賣給了某中國公司,而對方是三星電子的直接競爭對手(具體是誰未公開)。
三星14nm工藝非常卓越,GF、AMD等廠商對其非常依賴。掌握了這項工藝,甚至更先進的10nm工藝,也就掌握了未來芯片行業(yè)的話語權。
一直以來,三星在半導體工藝方面技術精湛,一路高歌猛進,雖然在這方面英特爾處于絕對的王者地位,但三星的突起還是令其感到了不小的壓力。
14/10nm究竟是什么?
這還得從處理器的基本組成說起。一般來說,一顆微處理器是由不同材料制成的許多"層"堆疊起來的電路,里面包含了晶體管、電阻器、以及電容器等微小元件。
這些微小元件用肉眼很難看清楚,因為它們的尺寸非常之小,并且數(shù)量之多,密集的讓人難以想象。
這些小元件整齊的排列在一塊"板子"上,它們相互之間都有縫隙,這個縫隙實質(zhì)就是元件與元件之間的距離,這個距離一般用毫微米進行衡量。后來納米概念誕生后,就一直沿用"納米"(nanometers)來描述這個距離。
也就是說,14/10nm其實就是芯片上元件間的間距,這個間距越小,排列在芯片上的元件就越多。這意味著性能更加強大,能效表現(xiàn)更為優(yōu)異。
這也是英特爾、三星等一直追求14nm、10nm甚至是7nm的原因。
14nm的誕生
在2014年,當大部分廠商還在研究22nm的FinFET工藝時,英特爾已經(jīng)推進到了14nm工藝。在芯片行業(yè)的推進上,英特爾可以說是獨步天下。
從2007年的45nm工藝,到2009年的32nm工藝,到2011年的22nm工藝,再到2014年的14nm工藝,無與倫比的先進制造工藝,讓全球廠商為之眼紅。
然而,看似風光的英特爾,在推進過程中也遇到不少難題。據(jù)英特爾稱,他們本該2013年底時就會推出14nm的測試芯片,并于2014年開始量產(chǎn),但實際比原推進計劃晚了幾個季度。由于14nm工藝良品率初期低得要命,直到2014年第二季度末才達到量產(chǎn)標準。
三星的14nm工藝
在2014年底,也就是英特爾的14nm工藝推出沒幾個月,三星就直接宣布進入14nm工藝。
這前所未有的舉動在業(yè)界瞬間轟動了起來,甚至連英特爾都坐不住了。要知道,在這之前,英特爾的制造工藝在業(yè)內(nèi)是處于絕對領先的地位的。
三星此舉讓同為競爭對手的臺積電也自愧不如,但隨后又爆出猛料,稱臺積電前員工加入三星后,將自家的28nm工藝泄露給了三星,這對于三星14nm工藝進度起了至關重要的作用。
這樣說也無可厚非,畢竟三星可是跳過了20nm,直接進入了14nm工藝,并且據(jù)臺積電稱,三星的14nm工藝帶有臺積電的技術特性。
看來,三星的14nm工藝并不純正。
除此之外,臺積電高管還爆料,最早采用FinFET的16納米工藝,原本計劃跟隨英特爾,稱為20納米FinFET。因為該工藝的電晶體最小線寬(half-pitch)與量產(chǎn)的前一代20納米傳統(tǒng)電晶體工藝差不多,只是換上全新的FinFET電晶體。
然而,三星搶先命名為"14nm"!三星的出現(xiàn),擾亂了市場的命名的慣例。
10nm
在14nm上逐漸趕上英特爾的三星,在10nm的研究上,幾乎和強大的競爭對手英特爾站在了同一起跑線上。
然而,10nm的研究,似乎并不順利。
按照英特爾的計劃,10nm預計在2015年就能推出,由于14nm工藝的跳票,打亂了時間節(jié)點,并且10nm的研究中可能遇到了不小的難題。
目前,英特爾10nm工藝已經(jīng)開始試產(chǎn),并且表示將在2017年上半年量產(chǎn)10nm,在下半年發(fā)布10nm產(chǎn)品。
反觀三星,雖然在去年展示了10nm的晶圓,并表示將在2017年量產(chǎn)10nm工藝,但是到目前為止,幾乎沒什么動靜。
與三星同為競爭對手的臺積電卻是非常高調(diào),宣布將在今年底開始量產(chǎn)10nm。這一點也是可以理解,畢竟與三星同為晶圓代工,誰先勝出,誰就能得到更多的代工業(yè)務。
不過,有專業(yè)人士透露,臺積電的16納米等于英特爾的20納米、10納米等于英特爾的12納米……在這一方面,臺積電也是積極承認。
納米工藝的進步,使得我們在同樣大小的芯片上,能夠感受更強大的性能;在運行速度更快的同時,也更加省電;這些更小的晶體元件,只需要更低的導通電壓,能效也會隨之提升;最為重要的是,組件越小,同一片晶圓可切割出來的芯片就可以更多。即使更小的工藝需要更昂貴的設備,其投資成本也可以被更多的晶片所抵消。
未來,7nm、5nm甚至更小的納米制造工藝也會相繼出現(xiàn)。雖然有專家分析,目前10nm工藝或許將成為硅材料晶體管的物理極限,但英特爾等廠商不會停止不前,因為,他們對于"極限"的追求是永無止境的。