三星EUV 7nm进度可能超前,成本将是最大优势,但说服客户的关键仍在良率

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三星EUV 7nm进度可能超前,成本将是最大优势,但说服客户的关键仍在良率
麻省理工科技评论 2018年4月12日

2018年4月12日

如今三星 7nm 宣布完成,是否代表三星有机会在工艺上追赶过台积电?
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如今三星 7nm 宣布完成,是否代表三星有机会在工艺上追赶过台积电?

根据韩媒 sedaily 的报道,三星的 7nm 工艺已经在 3 月完成了基本开发工作,而相关的人力资源则是移往下一阶段的 5nm。

根据报道,目前三星已经和包括高通、苹果在内的潜在客户共享了样片生产的设计数据库,而今年三星的新款 Exynos 处理新片将有可能是第一个使用 7nm 工艺制造的手机芯片。三星在 7nm 的发展一开始就采用了EUV技术,与台积电走上完全不同的道路。由于 EUV 设备的不成熟,台积电选择了在既有设备下进行工艺的改良,也就是使用 DUV 机台,但通过 4 重显影技术来达到等同于 7nm 线宽的工艺表现。一般而言,EUV工序较单纯,光罩数也较少,而基于DUV 4重显影的7nm技术在工序方面要明显复杂许多,但好处是可沿用现有设备。

而原本业界预估,由于 EUV 设备供应以及调整上的困难,台积电基于现有设备的 7nm 工艺将有可能最快面市,但如今三星 7nm 宣布完成,是否代表三星有机会在工艺上追赶过台积电?从过去三星的作法来观察,由于三星一向是以牺牲良率和低价营销策略来推动工艺进展,具体的方法是:在工艺良率还相当低的时候就已经开始收客户订单,但仅以可用芯片来收取代工酬劳,使其平均每块晶片代工成本一般要比台积电要低了 20~30% 左右。虽然对于一些对时程上有要求的客户来说,这个作法可以达到最快上市的目的,但后续产能就必须依靠良率的持续改善来提升,如果良率拉不上来,那么可能就会落入虽然有了新架构,但无货可卖的窘境。

因此,虽然过去三星常常在工艺进展上喊的早,也比台积电更早收订单,但希望稳定、量大的客户基本上还是会以台积电为主要代工基地的原因。以苹果为例,即便新款芯片能够更快生产出来,如果不能确保后续的供货,那么这个工艺也不能等于是个成功的方案。而之前高通因为成本和工艺跨度优势较大的关系而使用三星的代工方案,但结果是后续的供货常常因为因为三星代工厂的良率拉不上去而产生困难,这也是之所以高通要把芯片代工拉回台积电的主要原因。台积电则采取与三星不同的路线,也就是良率必须要达到一定经济规模之后才会开始接单,但接单后的质、量都能获得确保,虽然代工报价是以整片晶圆为基准,但客户盘算之后仍认为台积电的方案要比较划算。也因此,就三星 7nm 工艺完成的这个事件来看,其虽然符合了三星本身的量产规范,但能不能说服更多的客户加入三星的代工客户行列,最终关键还是在良率。

目前7nm最大的困难点还是在于光源与抗蚀剂等加工材料上,而EUV设备的供应已经突破量产的困难点,但随后在工艺调整与相关材料的配合才是关键所在,台积电一向不是走的最快,但如果台积电正式推出产品,通常都代表其质量水平已经达到相当高的水平,加上台积电基于DUV的7nm已经开始投产,第二代基于EUV的7nm也随后在明年初面市,时程上也不算落后太多。但三星在EUV工艺的领先是否代表其芯片代工技术已经和台积电站在同一水平?客户的订单会说明一切。

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