半导体研究机构 ICinsights 于 2017 年 3 月 3 日公告中指出,2017 年有 11 家半导体厂资本支出预算超过 10 亿美元,佔全球半导体产业总合的 78%。而 2013 年,全球仅有 8 家半导体厂资本支出预算超过 10 亿美元水平。前十大厂有两家今年资本支出成长在两成以上,分别是英特尔的 25% 与格罗方德的 33%。
英特尔的做法
为了进一步发展生产製程,英特尔将在 2017 年建立一座 7 奈米製程的实验工厂。该实验工厂将会测试 7 奈米晶片生产製程。不过,虽然英特尔并未提及会在何时开始这种製程晶片的量产,外界认为至少在未来 2 到 3 年内不会实现。
英特尔表示,7 奈米製程将为晶片带来更大的设计变化,使其体积变得更小,也更为节能。英特尔计划使用奇特的 III-V 材料(比如氮化镓)来进行晶片生产,在提高性能速度的同时也达到更长续航能力。同时,他们将会在生产中引入极紫外线(EUV)工具,来协助进行更精细的功能蚀刻过程。
按照英特尔原来的"製程、架构、优化"等三步骤规划,7 奈米製程的处理器原本最快应在 2020 年出样、2021 年发货。事实上,根据业内推测,这些 7 奈米的处理器不太可能在 6 到 7 年内问世。
格罗方德的做法格罗方德去年因产能闲置,资本支出大减 62%。格罗方德已决定跳过 10 奈米,直接挑战 7 奈米製程,预料今年多数资本支出将用于採购新设备与技术研发。
此外,格罗方德在发展 7 奈米的同时把注意力放到实际应用上:22 奈米 FD-SOI(全耗尽型绝缘层覆硅)製程生产线,产品将能广泛运用于行动装置、物联网、汽车电子等领域。
在物联网浪潮下,FD-SOI 技术也日渐受到重视。与 FinFET 相比,FD-SOI 基板虽然较贵,但在掩模数量与製程比 FinFET 要少一些,降低部分光罩成本也缩减了製造时间,在技术上比 FinFET 更适合类比/混合讯号以及 RF,FD-SOI 还具备了低功耗的优势,因此,不少人认为 FD-SOI 将是物联网较佳选择,或能与 FinFET 互补。
该企业 2015 年推出 22 奈米 FD-SOI 平台后,去年 9 月进一步发表新 12 奈米 FD-SOI 技术。新一代 12 奈米 FD-SOI 产品,估计 2018 年底将于德国 Dresden Fab 1 投产,2019 年将 22 奈米 FD-SOI 生产重心转移至成都新厂。
台积电和三星的做法在 2017 年 ISSCC(International Solid-State Circuits Conference,国际固态电路研讨会)上,台积电 5 篇论文获选(美国台积电 1 篇),2 篇论文为类比电路领域,记忆体电路设计则有 3 篇。
业界认为,台积电将领先业界在大会上发表 7 奈米 FinFET 技术。揭示迄今最小位元数 SRAM 在 7 奈米 FinFET 的应用,验证 0.027μm2 256 Mbit SRAM 测试晶片在 7 奈米製程下,能大幅提升手机、平板电脑中央处理晶片运算速度,同时满足低功率需求。
台积电、三星通常以 SRAM、DRAM 来练兵,先从记忆体下手,当良品率提升到一定程度再导入逻辑产品。台积电先前预估 10 奈米年底量产、7 奈米最快 2018 年第一季生产。
三星在 10 月初抢先台积电宣布 10 奈米量产,市场近期传出台积电 7 奈米最快在明年 2017 就可试产,4 月接单。三星在 7 奈米就引进极紫外光微影设备,并预计 2017 年年底 7 奈米量产。