据中时电子报报道,苹果针对明年iPhone 12系列打造的全新A14应用处理器,采用台积电5nm制程生产,传已于9月底顺利送样。业界预期,苹果A14处理器芯片密度有望超过100亿个晶体管,主频将跨过3GHz,内含的多核心神经网络引擎及图形处理器(GPU)将大幅提高人工智能(AI)运算效率。
台积电总裁魏哲家在上周法人说明会中提及,台积电5nm制程已进入风险试产阶段、并有不错的良率表现,5nm会增加采用极紫外光(EUV)光罩层,将如原先规划在明年上半年进入量产。
魏哲家表示,与目前量产中的7nm制程相较,5nm芯片密度可大幅提高80%,运算速度可提升20%,台积电5nm是继7nm之后另一完整的制程节点,也会是晶圆代工产业中最先进的制程技术,而智能手机及高性能运算(HPC)会是5nm初始量产主要两大应用,并且产能拉升速度及规模也会创下新纪录。
据悉,苹果今年下半年采用台积电7nm加强版量产A13应用处理器,并搭载于iPhone 11系列智能手机中。而苹果明年下半年要推出的新一代iPhone 12系列早已进入设计阶段,其中最核心的A14应用处理器已在台积电采用5nm制程试产,且苹果在9月底已拿到芯片样品进行测试。
苹果采用7nm加强版打造的A13 Bionic应用处理器,内含6核心中央处理器(CPU)、4核心GPU、8核心神经网络引擎等,也加入了机器学习及加速器,主频提升至2.9GHz,其中芯片内含85亿个晶体管创下新高纪录。业界预期,A14处理器采用5nm制程,晶体管密度将突破100亿大关,主频也将超过3GHz,而且CPU及GPU核心数可望增加,特别会加强GPU及神经网络引擎以提升AI运算性能。
台积电今年提高资本支出至140~150亿美元,明年将维持同样规模,针对5nm打造的Fab 18第一期已进入试产,预期明年第二季开始快速拉高产能并进入量产,第二期也将加快产能建置。5nm月产能已由原定的4.7万片增至5.1万片,P3厂决定加快建厂行程,并导入5nm强化版,月产能规划近3万片,使5nm月产能增至8万片以上。
在5nm性能方面,台积电表示,其5nm芯片在同一运算性能下可降低15%功耗,在同一功耗下可提升30%运算性能,在导入极低临界电压(ELVT)晶体管设计后,在ELVT运算下仍可提升25%运算性能。
另外据《经济日报》报道,台积电内部消息称,台积电5nm制程试产结果显示,晶体管数是7nm的1.8倍,而竞争对手三星却仅增加二成,且台积电功耗等芯片效能都超过竞争对手,制程工艺领先。报道还指出,台积电希望通过5nm来完成对三星的完封。
说到三星,顺便也提一下三星在晶圆代工领域的近况。
三星电子自2005年进入晶圆代工领域,目前已经7nm EUV技术已实现量产。三星计划,6nm制程在2019年下半年开始量产,5nm制程在2020年上半年量产,3nm制程预计在2021年进入量产。
数据显示,2019年Q3全球晶圆代工产业台积电以50.5%稳坐第一,而近年努力发展先进制程的三星电子以18.5%的市占率位居第二,但三星很显然不愿一直位居次席,一直在扩大半导体投资。
除此之外,三星还定下了2030年成为全球第一半导体大厂的目标。三星今年4月发布一项高达133万亿韩元的系统IC投资,其中60万亿韩元将用于晶圆代工设备投资。去年8月,三星曾发表3年180万亿韩元投资,其中90万亿到100万亿韩元将用于半导体设备。
前段时间,三星还向全球微影曝光设备大厂ASML订购15台先进EUV设备,价值3万亿韩元,约合181亿人民币,交付分三年进行。
为了超越台积电,三星除了增加设备投资,还在价格和技术支持上来抢夺客户。
典型的案例就是即将发布的高通骁龙865芯片,据悉,该颗芯片将采用三星7nm极紫外光(EUV)技术制造,预估会搭载在三星2020年上半年所推出的Galaxy S11上首发上市,毕竟过去两年三星的新旗舰机都用的是高通的处理器。
而高通选择三星放弃台积电,除了价格考量外,产能难以负荷也是重要原因。三星的报价比台积电便宜近6成,而台积电7nm产能路来吃紧,很难再有大量供货。
有意思的是,高通下下代处理器骁龙875貌似将重回台积电,采用5nm制程,三星也是一脸迷茫,我还不够努力吗?