關於芯片製程工藝的説明,兼論項立剛“芯片製程高速迭代很可能是一個騙局”_風聞
cv-2列克星敦-产……休假完毕海风真是舒爽呢10-16 17:36
項立剛先生説的“芯片製程高速迭代很可能是一個騙局”,只能説是説對了一半。芯片製程在2016年以來確實在不斷迭代,有的年份迭代又相當快,總的來説近8年來進步相當明顯,在這一點上項立剛先生説的不對。但項立剛先生在內容中説的“7nm、5nm、3nm、1nm”確實屬於芯片製造商(包含IDM和Febless們)宣傳造假,而且他們的技術進步確實也在明顯放緩。
首先,説一下宣傳造假。其實很多人都説過了,行28nm/32nm這一代開始,各大芯片製造商,特別是TSMC(以下稱台積電)和Samsung(以下稱三星)因為商業因素,不再將工藝和標準化的晶體管密度完全掛鈎,比如台積電N6工藝最高晶體管密度114.2MTx/mm2(以下不再寫單位),等效標準化9.4nm,但台積電官方宣傳6nm。
其次,説一下技術進步,按照項立剛先生的2016年開始説吧,以下數據均來自互聯網。作者君已經被搞得昏頭轉向,可能有小錯誤,理解萬歲吧。
2016年,台積電N16工藝(代表作麒麟960)最高晶體管密度28.2;三星14LPP(代表作驍龍820、821)密度32.9;英特爾14nm(代表作i7-6700)密度37.5。
2017年,台積電N10工藝(代表作麒麟970)最高晶體管密度60.3,提升113.8%;三星10LPP(代表作驍龍835、845)密度51.8,提升57.4%,落後台積電;英特爾14nm(代表作i7-7700)密度不變,落後台積電、三星。
2018年,台積電N7工藝(代表作麒麟980、驍龍855)最高晶體管密度95.3,提升58%;三星8LPP(代表作獵户座9820)密度61.2,提升18.1%,落後台積電;英特爾改進14nm+,具體數據未公開。
2019年,台積電N7+工藝(換EUV,代表作麒麟990)最高晶體管密度113.9,提升19.5%;三星7LPP(換EUV,代表作獵户座990)密度95.3,落後台積電一代;英特爾數據未公開。
2020年,台積電N5工藝(代表作麒麟9000)最高晶體管密度171.3,提升50.4%;三星5LPE(代表作驍龍888)密度126.7,落後台積電一代半;英特爾10nm(代表作i7-1068NG7)密度100.8,持續落後台積電2代,三星1代。
2021年,台積電N5P工藝(代表作天璣9000)最高晶體管密度未公開;三星4LPE(代表作驍龍8寄1)密度145.8,落後台積電一代半;英特爾將10nm更名Intel 7工藝,並進行改進,是否提升晶體管密度未公開。
2022年,台積電N4P工藝(代表作驍龍8gen2)最高晶體管密度181.9,與2020年的N5相比提升6%;三星4LPP密度未公開;英特爾未提升。
2023年,台積電N3工藝(目前只有A17pro)未公開,但A17pro晶體管密度比A15(使用台積電N5工藝)提升約33%,可以推算蘋果使用的N3工藝晶體管密度約為227.8,比2022年提升25.2%;三星SF3未大規模鋪貨,根據公開稿相比4LPP提升26.6%,假設4LPP等於4LPE,則SF3密度為185.8,落後台積電一代,只能説不愧是三星,用了最新的GAA工藝,還是打不過台積電的Finfet工藝;英特爾Intel 4工藝10月份剛開始量產,據稱相比Intel 7工藝高性能邏輯庫數量縮減2倍,刨除語病,應該是指縮減50%,也就是晶體管密度提升100%,約為201.6,超越三星,逼近台積電。
從上面的數據來看,以台積電為例,2023年最高晶體管密度是2016年的8倍,迭代速度喜人。但從微觀來看,2020年以來僅提升33%,基本已逼近極限。與此同時,先進工藝的成本卻在不斷上漲,根據知乎“IC修真院”的説法,即使是最便宜的ASIC芯片,180nm的流片成本大概是50萬元,55nm的成本在200萬元,16nm成本就飆升到了3000萬 - 5000萬元,到了7nm最低也要過億,這與摩爾定律的“成本下降”原則已經嚴重脱鈎。
回過頭來,根據B站大佬Kurnal的麒麟9000s分析報告(含dieshot),麒麟9000s的最大晶體管密度達119.61,不過考慮到芯片實際密度不等於製程最高密度,樂觀估計麒麟9000s採用工藝的晶體管密度應該和三星5LPE差不多,略強於台積電N7+,也高於中芯國際N+2工藝的113.6,這還是用1980i這種低端光刻機搞出來的,如果能用更新更強的光刻機,應該還能再提升。
順便一説,台積電變“美積電”後,芯片製程居然被甩開兩代的英特爾趕上了,要説沒貓膩,我不信。