2013半導(dǎo)體不相信預(yù)言

　　圖形處理器是移動(dòng)處理平臺(tái)中，完整用戶體驗(yàn)中非常重要的部分，在滿足目前UI及游戲需求的圖形處理基礎(chǔ)上，需要在功耗受限的情況下滿足用戶對(duì)支持更復(fù)雜的UI，應(yīng)用及游戲體驗(yàn)的需求，GPU計(jì)算將有效利用GPU處理能力更高效地支持人臉識(shí)別，游戲機(jī)級(jí)別的游戲及AR等應(yīng)用。王俊超表示，圖形處理能力已成為應(yīng)用處理器中越來(lái)越重要的指標(biāo)，至少將成為與CPU處理能力同等重要的指標(biāo)。面向高端智能機(jī)在滿足UI及游戲所需圖形處理需求基礎(chǔ)上還將支持GPU計(jì)算，以更高效地支持人臉識(shí)別姿態(tài)識(shí)別等應(yīng)用提供更好的交互體驗(yàn)，API標(biāo)準(zhǔn)方面需要支持Rendscript Compute, OpenCL, DirectX11等標(biāo)準(zhǔn)。

　　吳慧雄還提及，Marvell正在推動(dòng)移動(dòng)技術(shù)、智能家庭和云技術(shù)的融合，這將使消費(fèi)者創(chuàng)建、使用和分享信息的方式發(fā)生根本性的變化，這種Marvell倡導(dǎo)的新的互聯(lián)生活方式，也將是未來(lái)幾年中最重要的消費(fèi)趨勢(shì)之一。

　　半導(dǎo)體工藝的2013：3D全面入侵

　　當(dāng)Intel在2011年底將工藝演進(jìn)到22nm之前，很多人依然對(duì)3D的半導(dǎo)體制造工藝保持著觀望的態(tài)度，認(rèn)為這離實(shí)際應(yīng)用還有一段日子。也許是Intel為了在45nm率先引入HKMG之后，再次讓自己的工藝演進(jìn)吸引眼球并繼續(xù)引領(lǐng)技術(shù)發(fā)展，所以FINFET這種完全3D的半導(dǎo)體工藝被“提前”實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

　　2013年，我們從各家搜集到的消息是，F(xiàn)INFET并不會(huì)在代工廠里實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，但是2014年是各代工廠決戰(zhàn)3D的年份。另一個(gè)原因是，2014年，幾大代工廠憋著一口氣，希望在這個(gè)年份從工藝上縮短于Intel的差距。促成幾大代工廠要追趕制程的重要原因是，在三大緊跟制程的應(yīng)用中，CPU的市場(chǎng)基本接近飽和，而另外兩個(gè)主要的驅(qū)動(dòng)力——便攜移動(dòng)處理器和FPGA則都是代工廠最重要的客戶群之一，先進(jìn)的制程可以為其產(chǎn)品提供足夠的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，他們也可以忍受相對(duì)較高的制造成本和略低的良率。而為了應(yīng)對(duì)2014的3D革命，設(shè)計(jì)公司們必須在2013年全面掌握這種新的3D制造工藝能為自己的產(chǎn)品帶來(lái)多大好處，并且做好自己設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)移制程的準(zhǔn)備。

　　臺(tái)積電(TSMC)中國(guó)區(qū)業(yè)務(wù)發(fā)展副總經(jīng)理羅鎮(zhèn)球介紹，該公司在開放創(chuàng)新平臺(tái)(Open Innovation Platform, OIP)架構(gòu)下，支持20nm技術(shù)的設(shè)計(jì)生態(tài)環(huán)境已經(jīng)準(zhǔn)備就緒，20SoC工藝預(yù)計(jì)2012年底進(jìn)入試產(chǎn)，而延續(xù)20SoC工藝的將是采用3D鰭形場(chǎng)效晶體管(FinFET)架構(gòu)的16nm工藝，預(yù)計(jì)2013年11月推出，TSMC也在著手開發(fā)10nmFinFET工藝，預(yù)計(jì)2015年底推出。隨著行動(dòng)電子產(chǎn)品成為市場(chǎng)主流，集成電路的尺寸朝更微小化發(fā)展，TSMC相信采用20nm及16nmFinFET先進(jìn)技術(shù)能夠滿足客戶對(duì)高效能、低耗電及更小產(chǎn)品尺寸的市場(chǎng)需求。20nmSoC工藝將采用第二代的HKMG技術(shù)，而更先進(jìn)的16nm工藝則將采用FinFET技術(shù);在微影技術(shù)方面，20SoC與16nmFinFET工藝皆將采用雙重曝影技術(shù)，有別于28nm采用的193nm浸潤(rùn)式曝光顯影技術(shù)。另外，在性能方面，相較于28nm工藝，20SoC工藝在相同漏電基礎(chǔ)上速度增快15-20%，而在相同速度基礎(chǔ)上功耗減低20%-25%;相較于20SoC工藝，16nmFinFET工藝速度快25%，功耗亦再降低25%-30%，廣泛支持下一代平板計(jì)算機(jī)、智能手機(jī)、桌面計(jì)算機(jī)以及各類消費(fèi)性便攜移動(dòng)電子產(chǎn)品的應(yīng)用?！　?/p>

 

　　羅鎮(zhèn)球認(rèn)為全新的半導(dǎo)體制造技術(shù)將朝更先進(jìn)、更細(xì)微的技術(shù)前進(jìn)，而創(chuàng)新的FinFET技術(shù)是繼續(xù)將摩爾定律往前推進(jìn)的主要?jiǎng)恿χ?。相較于目前的平面式(planar)晶體管設(shè)計(jì)，F(xiàn)inFET技術(shù)將導(dǎo)電通路設(shè)計(jì)于兩側(cè)，形成可控制電流流動(dòng)的閘極環(huán)繞的3D鰭型架構(gòu)，能夠大幅改善速度與功率，并且在較低的電壓下運(yùn)作，將漏電減到最低，進(jìn)而延長(zhǎng)移動(dòng)便攜應(yīng)用產(chǎn)品的電池使用壽命，這些優(yōu)勢(shì)克服了二維SoC技術(shù)進(jìn)一步微縮時(shí)所遭遇的關(guān)鍵障礙。

　　在過(guò)去十年以來(lái)，整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)面臨著一個(gè)重大的挑戰(zhàn)，就是市場(chǎng)不斷需求更高的效能，同時(shí)要求更低的功耗。GLOBALFOUNDRIES(GF)全球銷售和市場(chǎng)營(yíng)銷執(zhí)行副總裁Michael Noonen過(guò)去與客戶的交流中可以看到，客戶需要代工廠推出更先進(jìn)的制程技術(shù)來(lái)滿足市場(chǎng)的需求，應(yīng)對(duì)耗電部分越來(lái)越嚴(yán)苛的挑戰(zhàn)。GF計(jì)劃在2014年量產(chǎn)14XM這種14nm基于最新的FinFET架構(gòu)的工藝，XM代表eXtreme Mobility的意思，希望該解決方案能夠幫助客戶提升更快速的產(chǎn)品上市時(shí)間，同時(shí)能夠達(dá)到降低功耗的目標(biāo)，在成本跟效能上都能夠更具競(jìng)爭(zhēng)力。不只是這樣一個(gè)技術(shù)能夠讓大家感到驚喜，而且GF能夠以更快的速度把這個(gè)技術(shù)帶到市場(chǎng)上。過(guò)去，每一次新技術(shù)的顯著提升大概都要花兩年時(shí)間，但是在XM這個(gè)部分GF能夠加快它的速度，在一年之前就達(dá)到這樣一個(gè)成績(jī)?！　?/p>

 

　　在14XM應(yīng)用上面，Michael Noonen特別指出在功耗上面的優(yōu)勢(shì)。如圖2紅色部分是20nm技術(shù)的表現(xiàn)，藍(lán)色部分則是14XM。無(wú)論是在耗電或者是在性能上面，都能夠有非常優(yōu)異的表現(xiàn)?？蛻艨梢园凑詹煌脑O(shè)計(jì)目標(biāo)設(shè)計(jì)更高性能，或者是提升某個(gè)性能，而控制密度降低，延長(zhǎng)電池壽命這樣一個(gè)應(yīng)用來(lái)達(dá)到他們的需求。未來(lái)客戶所需要的不只是個(gè)備份而已，他們希望能夠有一個(gè)完整的解決方案，換言之，他們希望能夠有一個(gè)非常完善的SoC平臺(tái)來(lái)滿足他們。除了剛剛提到的能夠有一個(gè)完整的SoC提供之外，此次在14XM上面GF也能夠提供Mobile上面一個(gè)平臺(tái)來(lái)滿足客戶的需求。另外，14XM這樣一個(gè)技術(shù)也能夠符合SoC解決方案的需求，同時(shí)也能夠更針對(duì)封裝技術(shù)，這邊可以看到3D的封裝，都能夠搭配XM的應(yīng)用?！　?/p>

                   

　　模擬：高利潤(rùn)源自堅(jiān)守與專注

　　2012年，模擬半導(dǎo)體總算多年媳婦熬成婆，之所以這么說(shuō)，是因?yàn)?011年底NASDAQ的一條消息表明，2011年最會(huì)賺錢的公司是專注模擬與電源市場(chǎng)的Linear公司，而由此引發(fā)的深度關(guān)注是，整個(gè)高性能模擬行業(yè)的利潤(rùn)率比半導(dǎo)體的整體利潤(rùn)率高2-3倍。

　　當(dāng)然，高利潤(rùn)的背后，也意味著模擬半導(dǎo)體市場(chǎng)必然有其值得高利潤(rùn)之處，比如更專注于工業(yè)與多元化市場(chǎng)，比如研發(fā)對(duì)設(shè)計(jì)人員的要求更高，需要更貼近客戶的實(shí)際設(shè)計(jì)需求等?？梢哉f(shuō)，模擬相比于數(shù)字，更講究慢工出細(xì)活，拼的是企業(yè)的技術(shù)積累和對(duì)市場(chǎng)把握的準(zhǔn)確，而并不只是反應(yīng)速度。

　　就高性能模擬技術(shù)方面，短期內(nèi)主要技術(shù)趨勢(shì)存在于：1.高集成度;2.小型化; 3.低功耗;4.更高精度和穩(wěn)定性。ADI華中區(qū)銷售經(jīng)理張靖看到，目前半導(dǎo)體工藝不斷創(chuàng)新，現(xiàn)在65nm 技術(shù)在高速模數(shù)混合器件上的應(yīng)用已經(jīng)十分成熟。同時(shí)45nm,32nm,22nm,15nm工藝也取得了突破性進(jìn)展。這為模擬器件小型化，降低功耗和成本提供了條件。但是高性能模擬產(chǎn)品不是線寬越窄越穩(wěn)定，還要兼顧器件的穩(wěn)定性，抗干擾性以及精度。半導(dǎo)體電路的非理想導(dǎo)致的失調(diào)(offset)，非線型，漂移是高性能模擬技術(shù)一直不斷追求以力圖減少的。

　　其實(shí)高性能模擬技術(shù)的發(fā)展是與客戶個(gè)性化器件需求的趨勢(shì)相統(tǒng)一，協(xié)調(diào)的。半導(dǎo)體業(yè)界不僅在半導(dǎo)體工藝，精度，穩(wěn)定性上尋求更高的突破，還不斷在ASSP和SOC 等集成度更高的領(lǐng)域發(fā)展以滿足客戶日益增多的個(gè)性化需求。同時(shí)，在模數(shù)混合器件的發(fā)展也是高性能模擬產(chǎn)品發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。這種ASSP 或SOC產(chǎn)品不是簡(jiǎn)單的多芯片混合封裝，而是在同一硅片上集成多種標(biāo)準(zhǔn)電路的產(chǎn)品。

　　ADI華中區(qū)銷售經(jīng)理張靖還介紹，為滿足客戶定制化需求，減小開發(fā)難度，高集成度也是未來(lái)1-2年各家廠商努力的方向。這種集成不是簡(jiǎn)單的多裸片連接技術(shù)，而是單硅片的半導(dǎo)體技術(shù)，融合了多種標(biāo)準(zhǔn)電路以及其連接電路，補(bǔ)償電路等。中長(zhǎng)期，多種材料技術(shù)的融合是一個(gè)方向，例如，光電技術(shù)，生物技術(shù)，傳感器技術(shù)與半導(dǎo)體技術(shù)的融合集成會(huì)給半導(dǎo)體帶來(lái)更光明的未來(lái)。