明年將不會推出2nm制程iPhone,先進工藝格局存在哪些變數(shù)?
目前蘋果多款芯片組采用臺積3納米制程,而根據(jù)最新報導(dǎo),iPhone 17芯片將不會采用2納米制程,即2025年推出的A19 Pro芯片將維持3納米技術(shù)。
據(jù)報導(dǎo),蘋果A19 Pro芯片考慮使用臺積電N3P制程,有望搭載于iPhone 17 Pro和iPhone 17 Pro Max。臺積電正致力于在2024年底前將3納米晶圓產(chǎn)能提高至10萬片,全球市場研究機構(gòu)TrendForce集邦咨詢指出,臺積電也希望擴大2納米制程前景,因此新竹寶山2納米廠正按預(yù)期穩(wěn)步推進,高雄廠也在加速發(fā)展,預(yù)期年底首次投產(chǎn),傳兩間工廠初始產(chǎn)能落在3萬~3.5萬片。
到了2027年,兩間工廠合并產(chǎn)能將達10萬片晶圓,而臺積電2納米芯片首批客戶可能是蘋果。
臺積電早在2023年6月就開始試生產(chǎn)2納米制程,但蘋果A18 Pro可能采用N3E,搭載于iPhone 16 Pro和iPhone 16 Pro Max;至于明年問世的iPhone 17,其A19 Pro芯片可能采臺積電N3P技術(shù)。
目前預(yù)期蘋果2026年推出iPhone 18系列時,有望搭載首款2nm芯片。其他2納米客戶除蘋果外,英特爾也表示有興趣,預(yù)期AMD、Nvidia和聯(lián)發(fā)科也會跟進。
2nm工藝按計劃2025年量產(chǎn)
臺積電之前透露,其 1.4nm 級工藝制程研發(fā)已經(jīng)全面展開。同時,臺積電重申,2nm 級制程將按計劃于 2025 年開始量產(chǎn)。
根據(jù) SemiAnalysis 的 Dylan Patel 給出的幻燈片,臺積電的 1.4nm 制程節(jié)點正式名稱為 A14。IT之家注意到,目前臺積電尚未透露 A14 的量產(chǎn)時間和具體參數(shù),但考慮到 N2 節(jié)點計劃于 2025 年底量產(chǎn),N2P 節(jié)點則定于 2026 年底量產(chǎn),因此 A14 節(jié)點預(yù)計將在 2027-2028 年問世。
在技術(shù)方面,A14 節(jié)點不太可能采用垂直堆疊互補場效應(yīng)晶體管(CFET)技術(shù),不過臺積電仍在探索這項技術(shù)。因此,A14 可能將像 N2 節(jié)點一樣,依賴于臺積電第二代或第三代環(huán)繞柵極場效應(yīng)晶體管(GAAFET)技術(shù)。
N2 和 A14 等節(jié)點將需要系統(tǒng)級協(xié)同優(yōu)化,才能真正發(fā)揮作用,并實現(xiàn)新的性能、功耗和功能水平。
尚不清楚臺積電是否計劃在 2027-2028 年時間段為 A14 制程采用 High-NA EUV 光刻技術(shù),考慮到屆時英特爾(以及可能其他芯片制造商)將采用和完善下一代數(shù)值孔徑為 0.55 的 EUV 光刻機,臺積電使用這些機器應(yīng)該相當(dāng)容易。然而,由于高數(shù)值孔徑 EUV 光刻技術(shù)將掩膜尺寸減半,其使用將給芯片設(shè)計人員和制造商帶來一些額外的挑戰(zhàn)。
當(dāng)然,從現(xiàn)在到 2027-2028 年,很多事情都可能會發(fā)生變化,因此不能做出太多的假設(shè)。但可以肯定的是,臺積電的科學(xué)家和開發(fā)人員正在致力于下一代生產(chǎn)節(jié)點的研發(fā)。
三星和英特爾不甘示弱
目前,最先進的量產(chǎn)技術(shù)是三星電子和臺積電生產(chǎn)的3nm工藝。三星于22年6月開始量產(chǎn)3nm工藝,臺積電則于23年年初開始量產(chǎn)。然而,據(jù)報道,由于對初始良品率的擔(dān)憂和半導(dǎo)體市場的低迷,3nm工藝的市場需求并未達到預(yù)期,客戶對這些高成本先進工藝的需求減少。除了臺積電獨家生產(chǎn)蘋果PC用M3芯片和移動應(yīng)用處理器A17之外,全球主要的無晶圓廠公司仍主要使用4nm工藝,而非3nm。
與此同時,臺積電的主導(dǎo)地位只增不減。根據(jù)市場研究公司TrendForce的數(shù)據(jù),臺積電在全球代工市場的份額從2021年第三季度的53.1%增至2023年同期的57.9%。相比之下,三星代工廠的市場份額同期從17.1%降至12.4%。
盡管如此,英特爾和三星都更加注重在臺積電之前開發(fā)先進工藝,而不是立即擴大訂單。它們的戰(zhàn)略是搶占下一個市場,而不是在價格上與行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者競爭。
特別是英特爾,正在積極行動,重新進入代工業(yè)務(wù)。它計劃在明年上半年量產(chǎn)20A 2nm級產(chǎn)品,并在下半年開發(fā)1.8nm級產(chǎn)品18A。去年9月,英特爾已經(jīng)推出了18A半導(dǎo)體晶圓的原型。與此相關(guān),荷蘭半導(dǎo)體設(shè)備公司ASML近日在其官方社交媒體上宣布,將向英特爾交付全球首臺High-NA極紫外(EUV)設(shè)備,預(yù)計將成為2nm以下工藝的關(guān)鍵工具。去年年初,英特爾率先與ASML簽訂了該設(shè)備的合同,領(lǐng)先于三星電子和臺積電。
三星的目標是明年開始量產(chǎn)改進后的第二代3nm工藝,并在2025年上半年實現(xiàn)2nm工藝的量產(chǎn)。臺積電將2nm工藝的量產(chǎn)時間定為2025年下半年。
