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芯片設計企業該如何選擇適合的工藝?
2019.8.20

文章来源:由「百度新聞」平台非商業用途取用"http://www.eepw.com.cn/article/201901/396312.htm"

  如何向芯片設計企業推薦最合適的工藝,芯片設計企業應該怎么權衡?不久前,在珠海舉行的“2018中國集成電路設計業年會(ICCAD)”期間,芯原微電子、Cadence南京子公司南京凱鼎電子科技有限公司、UMC(和艦)公司分別介紹了他們的看法。本文引用地址:http:www.eepw.com.cnarticle201901396312.htm  圖從左至右:Cadence南京子公司南京凱鼎電子科技有限公司總裁王琦博士、芯原微電子創始人、董事長兼總裁戴偉民博士、UMC(和艦)公司副總經理林偉圣  先進工藝選擇的考量  芯原微電子創始人、董事長兼總裁戴偉民博士稱,28nm以前一切是很好的、沒有爭議的:芯片特征尺寸降低后,功耗低、成本低、速度高;但28nm以后就開始不一樣,很多企業在20nm做了一代以后就沒怎么往下做了。再看最前沿的企業,臺積電的7nm工藝已出爐。但也有些企業為了做7nm趕在前面,肯定10nm沒有做全。實際上,7nm客戶目前不太多,就是蘋果等幾家公司。  關鍵是7nm的EUV機器沒法先做出來,沒有EUV機器,會多一二十層mask(掩模),因此馬上就有了7nmPlusEUV工藝。但直到5nm才真正把EUV用上去。需要強調的是,FinFET很好,但必須要有EUV機器出來。  但前面的工藝,例如55nm,做十多年都沒問題。但FinFET每代可能就五六年時間就沒有了,下一代比這一代還好,就不用原來的工藝了。例如用了1012nm,1416nm就不要了。7nm做好了,可能1012nm就不用了……。所以做10、7nm的客戶今天還在期盼著5nm,不會期盼7nmPlusEUV,所以這條路很有挑戰性,目前看只有臺積電做得起,三星做DRAM很有經驗,資金很多,但7nm這個節點還要看。等最后可能是5、3nm時,誰還能做得起?  所以28nm肯定沒有問題。55nm也很好。到后來是7、5nm的芯片有可能出來,因為有歷史的原因——7nm客戶不上了,就等5nm了。但是從28nm到5nm之間不能是空白、沒有節點了,所以FD-SOI的4個節點有意義,例如三星的28、18nm,格芯的22、12nm等。所以客戶也許會采取兩條腿走路的方式。  但值得一提的是,我們不是不會做FinFET才去做FD-SOI,當你整個規模很大,100%資源還不夠,那就用FinFET。如果IoT很多,20%資源還不夠用,需要特別高的工藝,特別是RF集成,適合用RF-SOI工藝。  明確自己的定位  Cadence南京子公司南京凱鼎電子科技有限公司總裁王琦博士稱,從Cadence所擅長的EDA和IP角度看,設計和制造的投資都很大,因此要進行一個平衡:你要做第一名、第一梯隊的成員,就要用最先進的技術。現在,摩爾定律已經明確地出現放緩跡象,持續推動技術進步并實現先進節點工藝是發展的關鍵。Cadence已經大舉投資了7nm和5nm工藝研發并取得巨大成功;我們將繼續投資3納米工藝技術以及未來更先進的制程工藝。  另外,Cadence選擇在會在南京拓展IP戰略,源于Cadence在IP端一直致力于先進進程,可是國內在成熟節點上依然有很大市場。所以南京凱鼎的主要任務就是把同樣的IP技術移植到中國來,例如Cadence在7nm已經驗證的IP反向移植到22nm、28nm等平臺中。  王琦博士表示,市場在哪里,投資就會在哪里,而現在的市場就在中國。“全世界半導體除了中國之外,增長率相對較非常低,作為EDA工具和IP服務商,一定要貼近客戶,尤其是中國有這么多具有活力和創新力的中小型公司,他們都有自己的定位和想法,還有這么豐富的應用場景,這就是中國市場最吸引人的地方。”  特色工藝的超級節點是55nm和28nm  UMC主打特色工藝。UMC副總經理林偉圣指出,如果現在看整個工藝的發展,如果從90、55、40、28nm來看,現在先進工藝不談,只談特色工藝。特色工藝里的55nm是一個超級節點,因此其現在涵蓋的產品,從RF到超低功耗、嵌入式非易失、高壓、VCD等,對于這些產品,55nm是一個超級節點。  下一個超級節點是多少?應該是28nm節點。如果把28nm節點與40nm工藝比較,28nm節點速度快,但是漏電比40nm好一點。另外28nm還有非常廣的應用,其中之一是在RF方面。因為我們現在看到像4G的RF,2.4GHz用在28nm工藝上沒有問題,而且現在熱議的5G、sub-GHz也是在28這個節點,甚至我們講到newradio也是在28nm這個節點。  如果去看整個28nm節點的RF特性,只要芯片的主頻是小于100G,基本上在22nm這個節點是可以做的。這代表什麼意思?有一個mini-watt基站芯片,22nm這個節點就足夠了。在RF工藝上,有些客戶要做高頻RF特性,用22nm這個節點就可以。  還有一個驅動器的例子。市面上看到的屏是所謂的TDDI,現在主流是80nm的高壓驅動器,不帶SRAM;但是國內現在有像京東方、國顯、華星光電等已經開了一系列的AMOLED的廠出來,這些廠出來的產品良率不是很好,所以必須做一些修復,因此驅動器本身要帶較多的SRAM。為此,目前來看,40nm高壓是一個非常好的節點。也有人認為可以從55nm開始做,畢竟55nm的開發費用比40nm低一些。所以AMOLED如果要帶SRAM修復,基本會從55nm切入,接下來是40nm。  那么,對于顯示驅動器,28nm的機會在哪里呢?三星提出一些VR應用的芯片,由于刷新度要求非常快,每秒要120幀,因為要防止暈眩,分辨率要達到4K,因此就需要非常大的計算能力,所以28nm的高壓工藝會在28nm節點切入進來。  簡而言之,55nm節點由于其特殊性,應該還會維持未來的需求當量。未來如果還要再往高性能走的話,可能下一個超級節點就在28nm。

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