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台积电靠数字游戏忽悠瘸了英特尔,28nm工厂应该引进吗?

2021-06-05 20:13:59游戏资讯
有人说,Intel的芯片生产技巧仍然领先世界,台积电只是通过数字游戏困惑了民众的眼睛,英特尔用不了多长时光还会重新拿回世界第一的位置,真是这样吗?台积电的芯片技巧到底有多少水分呢?Intel和三星有没有可能超过台积电,拿到世界第一的位置呢?台积电的28nm工厂值得放行吗?我是东城观星,再跟大家聊聊关于芯片那些事。一、台积电的超前半步战略,取得相对优势说实话

台积电靠数字游戏忽悠瘸了英特尔,28nm工厂应该引进吗?图

有人说,Intel的芯片生产技巧仍然领先世界,台积电只是通过数字游戏困惑了民众的眼睛,英特尔用不了多长时光还会重新拿回世界第一的位置,真是这样吗?台积电的芯片技巧到底有多少水分呢?Intel和三星有没有可能超过台积电,拿到世界第一的位置呢?台积电的28nm工厂值得放行吗?我是东城观星,再跟大家聊聊关于芯片那些事。

一、台积电的超前半步战略,取得相对优势

说实话,台积电确切玩了一把数字游戏,这个游戏至今还在施展作用。

数字游戏最早从台积电的领先半步战略开端。

台积电是从落伍Intel技巧两代的起点创业的,不仅不能跟Intel竞争,还须要靠Intel的订单才干活下来。

在台积电慢慢站稳脚跟以后,技巧更新换代也开端加速,与Intel的差距越来越小。

但是,台积电的工艺程度始终还是在踏着Intel的脚步前进,踩着伟人的肩膀前行,还是比拟省力的。

可是,怀抱远大志向的张忠谋,并不满足于亦步亦趋,决议实行超出战略。

然而,台积电财力不如Intel,技巧实力也不如Intel,想超过Intel谈何容易。

于是,他们提出了一个超出半步的战略打算。

在Intel研发45nm工艺时,台积电还停留在90nm工艺,中间还差着一个65nm工艺。

2007年,Intel顺利推出45nm工艺, IBM、AMD也陆续采取了45nm工艺。

这时候台积电的65nm工艺,往后演进路线正常应当是45nm,跟上大家的节奏。

但是为了给大家一个技巧先进的印象,台积电直接拿出了一个40nm工艺的计划。

刚好,台积电已经拿到了ASML研发出来的浸没式光刻机,从装备上有了必定的优势,也为40nm工艺供给了更精准的技巧保障。

虽然工艺推出比Intel晚了一年,但从数字上看好像比Intel还要先进。

这是台积电第一次超出,但从晶体管密度上,40nm技巧和45nm技巧还是属于同一代的技巧。

2009年,Intel准时推出了32nm工艺,再次领先台积电一代。

第二年,台积电又一次实行超前半步战略,直接推出了28nm技巧。

这一次,台积电没有急着升级下一代制程技巧,而是在28nm工艺上深耕了4年。

在这四年里,台积电不仅胜利从三星手里抢到了苹果的部分订单,而且保护了博通、英飞凌、联发科、高通、意法半导体、德州仪器等客户。

这个28nm工艺,可以说是台积电的致富法宝,至今依然给台积电发明着财富。

最近大家争吵比拟剧烈的那个筹备建设的台积电工厂,就是成熟的28nm工艺。

一会儿再讨论要不要引进。

数字游戏让台积电真正尝到了甜头,大批订单拿在手里,自然就有了底气。

有钱了,就可以加大研发投入了,而加大研发投入,就可以保持相对于竞争对手三星的竞争优势。

这时候,台积电和Intel还没有直接的竞争,也没有明白挑衅Intel位置的打算。

到了2011年,Intel如期推出22nm工艺制程,甚至拿出了鳍式场效应晶体管技巧,持续领跑芯片范畴。

台积电的实力还是比不上Intel,没有像Intel那样稳步推动摩尔定律。

直到2014年,台积电才推出了下一代工艺制程,同样超出Intel半步,选用了20nm工艺。

原来,如果Intel能按时推出14nm工艺的话,就能让台积电的超前半步策略跟不上节奏了。

惋惜Intel的14nm工艺技巧难度太大,拖延了新工艺面世的时光。

直到2014年底才初步面世, 2016年才大范围应用,给台积电持续超前半步发明了条件。

台积电在20nm工艺推出以后,时隔一年就又推出了16nm工艺技巧。

16nm从数字上跟Intel的14nm工艺算是一代,而且终于用上了鳍式场效应晶体管技巧。

至此,人们以为台积电终于追平了Intel。

但三星也并没有闲着,人家也推出了跟Intel一样的14nm工艺,比台积电超前了半步。

惋惜,三星的14nm工艺不太过关,功耗太高,给苹果手机带来了不好的体验。

同步应用台积电16nm工艺的苹果A9芯片,比应用三星14nm工艺的A9芯片性能好很多。

至此,台积电彻底从三星手中拿下了大客户苹果。

虽说Intel是摩尔定律的忠诚保护者和引领者,但14nm工艺开端,就有些拖延了,10nm工艺更是严重滞后,彻底打破了18个月一代的节奏,正式把摩尔定律的引领位置交棒给了台积电。

由于市场需求充分,利润丰富,台积电在工艺研发上的投入实际已经超过Intel了。

Intel原打算2015年推出的10nm工艺,研发出来已经到了2018年。

倒是台积电2016年胜利搞定了10nm工艺,2017年底又推出了7nm工艺,从此开端担负起了保持摩尔定律的重担。

二、芯片命名的数字游戏,让台积电和三星占到了廉价

如果说超前半步战略算是一个小花招的话,台积电和三星还共同操作了另一场数字游戏,彻底把Intel给挤兑出了摩尔定律领导者的位置。

早先的Intel工艺晋升基础遵守着摩尔定律,每过18个月,晶体管密度增添一倍。

但是制程工艺不是用晶体管密度来命名的,而是用晶体管间的距离来命名。

这个晶体管间距离大概是全部工艺中所能实现的最窄的线条。

比如22nm工艺,并不是说晶体管只有22nm这么小,而是晶体管间的距离是22nm,实际上晶体管可能有80nm这么大。

也就是说,如果只是缩小距离,而不缩小晶体管的话,对晶体管的密度晋升是有限的。

换句话说,如果不按规范进行迭代,只用最小线宽来命名,是不能很好体现工艺程度的。

有那么点给拖沓机换上路虎的外壳,就冒充豪车的感到。

就算是最小线宽,三个厂家的选取原则也不一样。

芯片迎来鳍式场效应晶体管技巧以后,三维构造的芯片,沟槽宽度高低是不一样的,选择最窄的处所,数字就会更小。

线宽不等于晶体管大小

台积电和三星就是钻了这样一个空子,不按规则出牌,玩起了数字游戏。

比如台积电16nm工艺,并不是说比20nm工艺晶体管密度增添一倍,只是进步了一些而已。

但从命名上来看,却好像显明进步了一倍,三星也一样。

倒是Intel比拟诚实,每升级一个制程,晶体管密度至少晋升一倍。

这样积聚下来,其实台积电和三星的制程工艺水分还是挺高的。

比如Intel的10nm工艺晶体管密度可以到达1亿个每平方毫米,而台积电的芯片即使7nm也没有到达这个密度。

台积电5nm工艺的晶体管密度1.7亿个每平方毫米,也会小于Intel计划中的7nm工艺,因为依照Intel的通例,7nm工艺晶体管密度大概能到达2.37亿个每平方毫米,不仅会超过台积电的5nm工艺,而且会接近其3nm工艺的晶体管密度。

三星的水分就更高了,据说5nm工艺只有1.25-1.3亿个晶体管每平方毫米。

不按规则命名的策略,让台积电和三星占尽了廉价,快速实现了数字上的领先。

顺便说一句,这个数字游戏让台积电的摩尔定律还有很长的寿命。

虽然从理论上来说1nm是个极限,再小就会严重受到量子隧穿效应的影响了。

但,由于晶体管尺码还远没有到达1nm,还有必定的紧缩空间。

因此,台积电可能会推出1nm Plus之类的新工艺增添晶体管密度,甚至还可以推出3D堆叠的晶体管摆放布局,大大进步单位面积上的晶体管数目。

到时候台积电必定会推出全新的命名规矩,比如双层1nm工艺、24层1nm工艺、96层1nm工艺等。

也有可能推出1nm以下的一些技巧尺度。

总之,台积电不会停在大家认定的1nm工艺上等着对手来赶超的。

所以国内的中芯国际、华虹半导体之类的芯片生产企业想赶超台积电,还真不是个简略的事情。

三、Intel被赶超的真正原因不仅仅是因为数字游戏

当然,昔日大佬Intel之所以最终会被超过去,不仅仅是因为数字游戏,还有两个很主要的因素。

第一个因素当然是市场因素。

Intel没有把握住手机芯片市场,没有在手机芯片范畴盘踞优势,丢掉了一个最有前程的市场。

而三星和台积电之所以能蓬勃发展,恰恰是充足应用了手机芯片市场。

随着电脑市场的日渐萎缩,手机芯片的市场范围是电脑芯片的十倍以上,而且手机的更新频率远远高于电脑。

除此以外,还有显卡市场、车载芯片市场、智能电器芯片市场等等,都被台积电和三星瓜分。

此消彼长之下,原来的小弟弟三星和台积电,却获得了比老大哥Intel更大范围的市场,获得了更高的利润,从而拥有了更高的研发投入,最终在工艺程度上超过了老大哥。

第二个因素是Intel技巧升级难度更高一些,而升级压力却更小一些。

依照摩尔定律,下一代工艺的晶体管密度须要到达上一代的两倍。

台积电和三星通过数字游戏,规避了这个限制,只要技巧晋升一些就推出下一代,并不寻求两倍的晶体管密度。

但是Intel却没有规避这个限制,甚至对自己请求越来越高了。

从22nm到14nm晶体管密度变为2.4倍,从14nm到10nm更是增添为2.7倍。

这两次升级,带来了技巧改革,同时也增添了研发难度,延伸了研发周期。

之所以会研发周期变长,一大主要原因就是没有像样的竞争对手。

AMD的代工厂早就在技巧竞争中败下阵去,Intel成为了一家独大。

可以说Intel的竞争对手就剩下它自己了,所以它有足够的耐烦去挤牙膏。

直到有一天,它发明台积电的工艺程度超过他了,更恐怖的是竞争对手AMD直接选择与台积电合作,在工艺制程上超过了它。

这时候它才不得不加快研发进度,尽快稳固住了10nm工艺,并加紧研发7nm工艺,盼望尽快夺回失地。

与此同时,Intel也开端放下骄傲的架子,决议建设芯片代工厂,开端承接芯片代工业务,向台积电和三星发起了挑衅,至于挑衅能不能胜利呢?大家可以到评论区讨论一番。

其实台积电并不必定盘算超过Intel,因为它们两个一直都不是竞争对手,一不警惕超过了也只是歪打正着罢了。

台积电的真正对手是三星,两家的业务有剧烈的竞争关系,尤其在争取苹果这个大客户方面两家打得不可开交。

但这两家公司的做事作风不太雷同,从必定水平上注定了现在的局势。

三星有没有可能再赢回来呢?回头咱们再单独讨论。

四、台积电是独孤求败吗?别人有没有机遇赶超

台积电很快成了芯片代工范畴的绝对老大,拥有最先进的工艺技巧,拥有最多的专业人才,拥有最高的经营利润,可谓是芯片代工范畴的“独孤求败”。

但近期,据媒体报道,美国的IBM研发出了2nm工艺技巧,这会不会带来一场新的变局呢?我们知道IBM自己已经没有芯片工厂了,重要合作伙伴就是三星和Intel,不知道这项2nm工艺技巧会选择跟谁合作呢?能不能挑衅台积电的老大位置呢?我们拭目以待!

台积电的优势不仅仅体现在拥有最先进的制程工艺,同时还在于多工艺制程并存的模式。

台积电在控制了先进制程以后,并不急于摈弃相对落伍的工艺制程,反而会依据不同的市场需求,供给不同的服务。

在芯片代工的高中低档市场均有布局,而且都做得很好。

尤其是低端工艺,也是台积电的主要盈利点。

把握住低端制程市场,不仅可以获得利润,更主要的是便利推广自己的生态模式。

台积电有一套针对不同工艺制程的EDA知识产权单元库,辅助客户无障碍设计,顺利量产。

让客户对台积电的知识产权IP发生依附,将来工艺升级也会持续选择台积电的路线。

厉害吧?

五、要不要引进台积电的低端工厂?

台积电为了把最先进的工艺留在台湾,同时不丢掉低端市场,必定斟酌把28nm工厂搬迁到其他处所,不到大陆也会到东南亚等处所。

谢绝台积电在大陆开设28nm工厂,并不能禁止台积电抢占28nm的市场。

但是容许台积电在大陆扩建芯片工厂,却也能给我们带来很多利益。

比如,可以带动大陆芯片上游产业的完美和健全,辅助我们赡养芯片相干耗材企业和芯片装备企业。

同时,还能帮我们培育一批芯片生产相干人才,比如熟练的技巧人才和优良的管理人才,就算现在越来越多应用机器主动化生产了,但依然须要大批的专业人才。

这些人才,很可能是将来大陆形成强盛芯片产业格式的主要保障。

我个人是并不反对台积电到大陆建设芯片工厂,即使工艺落伍一些也没关系。

只要有市场,只要美国放松一点点,台积电就会升级大陆工厂的技巧程度,从侧面上也能带动大陆全部产业链的成长。

同时,有台积电这样的强手在身边,也可以督促国内芯片代工企业快马加鞭不敢松懈。

温室里的花朵总会体弱一些,大家是否赞成呢?请到评论区讨论。

近期,将联合三星和台积电的发展来探讨芯片科技的提高,敬请关注东城观星。

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