芯片制程之战:从7nm到5nm,同场竞技哪家强?

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2020年伊始,全球半导体先进制程之战已然火花四射。从华为和苹果打响7nm旗舰手机芯片第一枪开始,7nm芯片产品已是百花齐放之势,5nm芯片也将在下半年正式首秀。这些逐渐缩小的芯片制程数字,正是全球电子产品整体性能不断进化的核心驱动力。

7nm与5nm差距在哪

半导体制程技术从7nm迈入5nm,将为芯片性能及工艺效率等带来极大程度的提升。尺寸越小意味着在相同面积之内可以储存更多的晶体管,从而达到更快的运行速度,并降低能耗。

制程工艺的进步将会为芯片带来哪些属性的提升呢?5nm制程工艺目前还没有商用,我们不妨用10nm和7nm做个对比。以华为麒麟处理器来看,从麒麟970(台积电10nm制程工艺)到麒麟980(台积电7nm制程工艺),其晶体管数量从55亿上升至69亿,同比增长25.5%,这也导致其CPU性能提升50%、GPU性能提升100%、NPU性能也提升了100%。当然,制程工艺的提升除了会改变处理器的性能外,还会降低功耗、缩短产品研发周期等,这也是行业不断提升芯片制程工艺的原因所在。

按照全球IC晶圆厂技术演进路线来看,在2020年这个时间节点上,仅台积电和三星实现5nm量产。其中,格罗方德和联电基本已经放弃了7nm制程工艺的研发;英特尔目前还在研发7nm;中芯国际的7nm制程工艺将于2020年年底实现量产。

芯片制程之战:从7nm到5nm,同场竞技哪家强?

在对比台积电和三星两家5nm工艺方面,由于两家企业对制程工艺定义的标准不同,很难界定孰好孰坏。但根据此前双发公布的信息来看,他们5nm主要的对比对象是上一代的7nm工艺,我们不妨先来看看两家企业7nm技术的差异化。

芯片制程之战:从7nm到5nm,同场竞技哪家强?

基于此数据,业内相关专业人士得出的结果是,这两家7nm工艺在晶体管密度上非常接近,但台积电的产能会高于三星。也就是说,三星第三代7nm工艺与台积电第二代7nm工艺相当,那么他们5nm工艺究竟如何呢?

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