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晶体管可以更小,却无法更便宜:摩尔定律已停在28纳米?

时间:2016-08-30 作者: Zvi Or-Bach,MonolithIC 3D创始人 阅读:
半导体产业来到了一个十字路口:有些设计追求微缩至7纳米节点工艺,但大多数设计其实还停留在28纳米或更旧的节点。

就如同我们在两年多以前所预测,IC产业正分头发展,只有少数产品积极追求微缩至7纳米工艺节点,但大多数的设计仍停留在28纳米或更旧的节点。ypJEETC-电子工程专辑

笔者曾在2014年的一篇文章中(参考阅读)指出,摩尔定律(Moore's Law)的最后一个节点已经确认,就是28纳米;那篇文章写道:“在28纳米之后,我们能继续把晶体管做得更小、但却无法更便宜;”如下图三星(Samsung)在近期举行的Semicon West 2016大会上的简报所描述的。
20160830 28nm NT02P1
英特尔(Intel)也曾经表示未来半导体工艺节点的演进时间将会拉长,但该公司声称晶体管的成本仍能维持下降;不过英特尔在晶圆代工领域未有令人印象深刻的成就,显示情况并非如此。ypJEETC-电子工程专辑

在另外一篇博客文章中(参考阅读),作者提到:“英特尔会声称他们的10纳米与7纳米节点比其他晶圆代工业者(如台积电与三星)更好,但这一点需要在芯片层级以PAAC ──功耗(power)、性能(performance)、面积(area)与成本(cost)──为基准来左证;在每一个工艺节点,其他晶圆代工业者在SoC的PPAC都击败了英特尔,我不预期这在10纳米或7纳米节点会有所改变。”ypJEETC-电子工程专辑

这些讨论现在看起来都太理论,但先进工艺节点组件的实际工程成本,已经证明对产业界大多数厂商来说都太昂贵;因此如各方之预测,半导体产业确实已经分头发展,只有少数会追求微缩至7纳米,而大多数仍维持采用28纳米或更旧节点的设计。ypJEETC-电子工程专辑

下图是一位半导体产业资深编辑Ed Sperling在最近发表的一篇博客文章(参考阅读)中所引用的,从每一季台积电(TSMC)财报统计出的先进工艺节点营收变化;从中或许更可以看出,已经有50年历史的摩尔定律是真的已到尽头,产业界现在要面对一个全新的现实。
20160830 28nm NT020P2ypJEETC-电子工程专辑

类似的趋势观察也来自于Mentor Graphics一位作者的博客文章(参考阅读):“65纳米及以上的工艺节点,仍占据整体晶圆产量约43%、或是48%的晶圆厂产能;更明显的趋势是,65纳米及以上节点占据所有初始设计(design starts)的近85% (如下图);显然成熟工艺节点仍然不会在短时间之内功成身退。”
20160830 28nm NT020P3
这对创新来说是个好消息,因为多样化的选择有助于支持新想法以及新技术,例如3D NAND、FD-SOI、MEMS…等等,这些技术能为新兴的物联网(IoT)应用实现新产品。ypJEETC-电子工程专辑

编译:Judith ChengypJEETC-电子工程专辑

本文授权编译自EE Times,版权所有,谢绝转载ypJEETC-电子工程专辑

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