半導體供應(yīng)鏈正面臨越來越多的挑戰(zhàn)，但10nm節(jié)點將有更大的機會能夠從新技術(shù)制程的微縮中獲得更大的好處。根據(jù)國際商業(yè)策略（IBS）的分析預計，20nm和16/14nm制程的閘極成本將會比上一代技術(shù)更高。而針對10nm閘極成本的分析則顯現(xiàn)出不同的模式，如下圖所示。
在歷經(jīng)16nm/14nm閘極成本持續(xù)增加后，可望在10nm時降低。 （來源：IBS） 雖然IBS并未預期制程技術(shù)停止微縮，但預計懲罰成本（cost penalty）將出現(xiàn)在采用20nm bulk CMOS HKMG和16/14nm FinFET之際。對于閘極成本的這些項測已經(jīng)證實是正確的，而當蘋果（Apple）的20nm產(chǎn)品量產(chǎn)時，20nm芯片產(chǎn)能比起28nm時更低得多了。 臺積電（TSMC）提供了另一個例子。該公司的28nm芯片月產(chǎn)能（WPM）達15萬片，但其20nm芯片月產(chǎn)能大約將近三分之一——60，000WPM。 Globalfoundries在其紐約州馬爾它（Malta）晶圓廠也擁有20nm產(chǎn)能，但該廠的主要著重于FinFET。至于三星電子 （Samsung Electronics）和聯(lián)電（UMC），他們決定直接跳過20nm。 隨著16/14nm晶圓量產(chǎn)，同樣地，16/14nm的晶圓產(chǎn)能又比28nm時更低。16/14nm的晶圓產(chǎn)量同樣是由Apple驅(qū)動的，但利用16/14nm技術(shù)的時間長短則將由10nm制程多快出現(xiàn)所決定。 相較于晶圓成本增加，10nm時的閘極成本將會降低，這是因為該制程將會具有更高的閘極密度。為了可在10nm時取得更低的閘極成本，勢必需要具備較高的系統(tǒng)與參數(shù)良率，但這并不難實現(xiàn)。 10nm預計將會是一個高產(chǎn)能與長使用壽命的技術(shù)節(jié)點。臺積電和三星都計劃在2015年第4季投產(chǎn)10nm設(shè)計，所瞄準的客戶顯然就是Apple。如果能夠在2016年或甚至在2017年中旨以前量產(chǎn)10nm，那么16/14nm將會是一個“短命”的技術(shù)節(jié)點。 然而，10nm所需的資本支出大約為20億美元，可實現(xiàn)10，000 WPM的產(chǎn)能；如果要達到40，000 WPM產(chǎn)能，那么晶圓廠將耗資80億美元。此外，實現(xiàn)10nm的設(shè)計至少需要1.5億美元的最低成本，因此，如果芯片營收必須比設(shè)計成本更高10倍才能取 得不錯的投資報酬率，那么，10nm芯片就必須達到15億美元的銷售數(shù)字。 在10nm節(jié)點以后，可能必須使用超紫外光微影（EUV）技術(shù)，而且必須在提升EUV吞吐量方面穩(wěn)定進步。盡管450mm晶圓技術(shù)持續(xù)進展，但預計要到2020年以前才可能開始導入。 |
