臺(tái)積電高通格羅芳德等決戰(zhàn) 28nm來(lái)到臨界點(diǎn)

　　在摩爾定律的指引下，集成電路的線寬不斷縮小，基本上是按每?jī)赡昕s小至原尺寸的70%的步伐前進(jìn)。如2007年達(dá)到45nm，2009年達(dá)到32nm，2011年達(dá)到22nm。但是到了2013年的14nm時(shí)開(kāi)始出現(xiàn)偏差，英特爾原先承諾的量產(chǎn)時(shí)間推遲。

　　Fabless大廠Altera2013年把它原來(lái)交由臺(tái)積電生產(chǎn)的14nm代工訂單轉(zhuǎn)給英特爾，這一事件曾經(jīng)引起業(yè)界一陣躁動(dòng)。但是由于英特爾14nm量產(chǎn)的推遲，風(fēng)向又開(kāi)始轉(zhuǎn)向，傳說(shuō)將把訂單轉(zhuǎn)回給臺(tái)積電代工。這一事件反映出，集成電路微縮之路未來(lái)的前進(jìn)規(guī)則將要改變。兩年的周期很難再維持下去，存在兩種可能性：一種是延長(zhǎng)時(shí)間，另一種是把30%的縮小比例減緩一些。

　　之所以單把28nm提出來(lái)講，是因?yàn)楫a(chǎn)業(yè)界在從45nm向下演進(jìn)時(shí)，原本公認(rèn)的32nm節(jié)點(diǎn)并未成熟，反而又向前延伸了一步，達(dá)到28nm，中間跳過(guò)32nm。因此28nm這個(gè)節(jié)點(diǎn)非常特殊，估計(jì)28nm制程的生存周期會(huì)相當(dāng)長(zhǎng)。另外，在SoC中包括嵌入式SRAM(eSRAM)、I/O及其他邏輯功能時(shí)，在大部分情況下28nm是最優(yōu)化成本。甚至有人計(jì)算得出這樣的結(jié)論：28nm以下集成電路的成本沒(méi)有下降反而上升。這說(shuō)明28nm已經(jīng)是一個(gè)臨界點(diǎn)了，摩爾定律到達(dá)28nm后，實(shí)際已經(jīng)面臨終結(jié)。

　　28nm既然如此特殊，自然值得仔細(xì)研究一下。

　　28納米工藝角逐

　　28nm制程主要有兩個(gè)工藝方向：高性能型和低功耗型。而高性能型才是真正的高介電常數(shù)金屬閘極工藝。

　　目前，28nm制程主要有兩個(gè)工藝方向：HighPerformance(HP，高性能型)和LowPower(LP，低功耗型)。LP低功耗型是最早量產(chǎn)的，不過(guò)它并非Gate-Last后柵工藝，還是傳統(tǒng)的SiON(氮氧化硅)介質(zhì)和多晶硅柵極工藝，優(yōu)點(diǎn)是成本低，工藝簡(jiǎn)單，適合對(duì)性能要求不高的手機(jī)和移動(dòng)設(shè)備。而HP才是真正的高介電常數(shù)金屬閘極(HKMG)+Gate-Last工藝，又可細(xì)分為HP、HPL(LowPower)、HPM(Moblie)三個(gè)方向。HP工藝擁有最好的每瓦性能比，頻率可達(dá)2GHz以上;HPL的漏電流最低，功耗也更低;HPM主要針對(duì)移動(dòng)領(lǐng)域，頻率比HPL更高，功耗也略大一些。

　　高通是第一家量產(chǎn)28nm制程的移動(dòng)芯片廠商，2013年是28nm制程的普及年。

　　Intel一直是以技術(shù)領(lǐng)先為導(dǎo)向的，雖然自己的CPU在移動(dòng)通信領(lǐng)域中不太受歡迎，但是其最先使用HKMG+Gate-Last工藝，又最先量產(chǎn)3D晶體管，其制程領(lǐng)先對(duì)手可以按代來(lái)計(jì)算。目前移動(dòng)通信領(lǐng)域與Intel展開(kāi)合作的公司不是太多。

　　TSMC受到移動(dòng)終端芯片廠商的青睞，長(zhǎng)期以來(lái)霸占著集成電路代工市場(chǎng)占有率的第一名。高通驕龍800就采用了TSMC的28nmHPMHKMG這一最高標(biāo)準(zhǔn)，而高通MSM8960和聯(lián)發(fā)科四核芯片MT6589T以及聯(lián)芯、展訊等廠商的芯片使用的則是TSMC相對(duì)較差的28nmLP工藝。據(jù)說(shuō)，MTK的MT6588和八核芯片MT6592采用的是TSMC的28nm級(jí)別最好的HPM工藝。