5nm制程：摩爾定律發(fā)展的重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)，備受關(guān)注的5nm究竟能給行業(yè)帶來(lái)什么？芯片行業(yè)的共識(shí)是：從行業(yè)最直觀的受益來(lái)講，5nm讓產(chǎn)品獲得更高算力的同時(shí)，還保持相同甚至更低的功耗，整體性能進(jìn)一步加強(qiáng)。

摩爾定律認(rèn)為，集成電路上可容納的晶體管數(shù)量，每隔18至24個(gè)月就會(huì)增加一倍，性能也將提升一倍。當(dāng)芯片制程演進(jìn)到5nm，它晶體管的集成度和精細(xì)化程度都要比以往更高，可容納更復(fù)雜的電路設(shè)計(jì)，并將更豐富的功能融入其中。

但從目前行業(yè)的普遍應(yīng)用上看，許多產(chǎn)品用28nm、14nm，甚至10nm就已綽綽有余。部分業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，不是所有行業(yè)都對(duì)5nm有著強(qiáng)勁的需求，它在現(xiàn)階段并非多數(shù)市場(chǎng)的剛需。話雖如此，當(dāng)我們把目光放至未來(lái)，隨著5G和AI技術(shù)的發(fā)展，以及全球大數(shù)據(jù)的爆發(fā)式增長(zhǎng)，5G智能終端、VR/AR產(chǎn)品、機(jī)器人、AI和超算等產(chǎn)品的成熟和應(yīng)用，都將對(duì)芯片的性能、能耗和算力都有著更加嚴(yán)格的要求。

從另一個(gè)維度來(lái)說(shuō)，業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，芯片這類硬件的發(fā)展也將催生出新的應(yīng)用生態(tài)，或是對(duì)早已成熟的市場(chǎng)帶來(lái)革命性的顛覆。例如，當(dāng)下因蘋果AirPods而重新迎來(lái)第二次黃金時(shí)代的TWS（真無(wú)線立體聲耳機(jī)）市場(chǎng)，各大廠商使用的藍(lán)牙芯片制程尚未踏入7nm領(lǐng)域，大多聚集在28nm至12nm中。但隨著市場(chǎng)需求倒逼著藍(lán)牙芯片的發(fā)展，未來(lái)各家廠商為了能在更小的芯片中集成更多的功能與應(yīng)用，也將逐漸推動(dòng)藍(lán)牙芯片朝著7nm甚至是5nm制程演進(jìn)。不可否認(rèn)，5nm制程的演進(jìn)是各項(xiàng)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)逐步成熟、變革的必經(jīng)之路，亦是根基。

隨著先進(jìn)制程的不斷演進(jìn)，工藝研發(fā)的門檻越來(lái)越高，成本與技術(shù)逐漸成為一座座制程演進(jìn)的分水嶺。目前行業(yè)中布局5nm制程的玩家，主要有臺(tái)積電、三星和英特爾三足鼎立。其中，臺(tái)積電和三星的對(duì)峙最為激烈，淡出賽局許久的英特爾則在一旁蓄勢(shì)待發(fā)。過(guò)去一年以來(lái)，5nm芯片試產(chǎn)、量產(chǎn)和良率等消息的不斷釋放，持續(xù)刺激著業(yè)界神經(jīng)。

近日，臺(tái)積電5納米接單再傳捷報(bào)，高通最先進(jìn)的「驍龍875」系列手機(jī)芯片，以及內(nèi)部命名為「X60」的5G基帶芯片，上周正式在臺(tái)積電以5納米投片。高通擴(kuò)大與臺(tái)積電合作，是繼超微之后，快速銜接海思在臺(tái)積電騰出產(chǎn)能的重量級(jí)國(guó)際大廠。

前一段時(shí)間，三星也宣布其5nm制程產(chǎn)線搶下了高通和英偉達(dá)的訂單。不過(guò)，業(yè)界普遍認(rèn)為，三星晶圓代工的5nm產(chǎn)能及良率在下半年仍然難以追上臺(tái)積電，臺(tái)積電有信心成為今年唯一能提供5nm量產(chǎn)的晶圓代工廠。5月，三星宣布計(jì)劃提升位于韓國(guó)平澤工廠的晶圓代工產(chǎn)能，新的晶圓代工生產(chǎn)線將基于5nm工藝打造5G、高性能計(jì)算(HPC)和人工智能(AI)芯片。該公司希望新的代工線能在2021年下半年全面投入使用。

目前，采用三星5nm制程制造的芯片主要包括三星新款處理器Exynos 1000，這款芯片將會(huì)在今年底或明年初發(fā)布。此外，還有谷歌自研的SoC “Whitechapel”，有望在Pixel系列手機(jī)上使用。另外，高通的5G芯片訂單，特別是基帶芯片X60，除了由臺(tái)積電代工外，可能還有一部分交由三星生產(chǎn)。

據(jù)了解，中國(guó)企業(yè)除了芯片設(shè)計(jì)龍頭華為海思以及頂尖代工廠臺(tái)積電的布局以外，芯動(dòng)科技作為國(guó)內(nèi)領(lǐng)軍的一站式IP和芯片定制解決方案提供商，也率先在三星5nm流片。新技術(shù)追逐戰(zhàn)上，國(guó)產(chǎn)自主創(chuàng)新成果正不斷縮小差距甚至趕超國(guó)際水平。

就目前看來(lái)，臺(tái)積電和三星的5nm戰(zhàn)局預(yù)熱仍在緊張進(jìn)行中。與以往不同的是，這場(chǎng)制程之戰(zhàn)的戰(zhàn)火也將不再局限于代工廠或是芯片廠商之間的競(jìng)爭(zhēng)，它亦將燒到更上游的半導(dǎo)體材料廠商、光刻機(jī)設(shè)備，甚至是學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的新工藝研發(fā)中。

因此，決定這場(chǎng)制程戰(zhàn)勝負(fù)的，不再單純是設(shè)備與制程技術(shù)，隨著工藝和材料都雙雙接近極限點(diǎn)，能否最先實(shí)現(xiàn)工藝和材料的質(zhì)變，也成為了芯片廠商們的勝利王牌，對(duì)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先企業(yè)而言，5nm戰(zhàn)局也是實(shí)現(xiàn)彎道突破的重要機(jī)會(huì)。

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