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明年将不会推出2nm制程iPhone,先进工艺格局存在哪些变数?
2024-04-19 来源:贤集网
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关键词: 台积电 芯片 晶圆

目前苹果多款芯片组采用台积3纳米制程,而根据最新报导,iPhone 17芯片将不会采用2纳米制程,即2025年推出的A19 Pro芯片将维持3纳米技术。

据报导,苹果A19 Pro芯片考虑使用台积电N3P制程,有望搭载于iPhone 17 Pro和iPhone 17 Pro Max。台积电正致力于在2024年底前将3纳米晶圆产能提高至10万片,全球市场研究机构TrendForce集邦咨询指出,台积电也希望扩大2纳米制程前景,因此新竹宝山2纳米厂正按预期稳步推进,高雄厂也在加速发展,预期年底首次投产,传两间工厂初始产能落在3万~3.5万片。

到了2027年,两间工厂合并产能将达10万片晶圆,而台积电2纳米芯片首批客户可能是苹果。

台积电早在2023年6月就开始试生产2纳米制程,但苹果A18 Pro可能采用N3E,搭载于iPhone 16 Pro和iPhone 16 Pro Max;至于明年问世的iPhone 17,其A19 Pro芯片可能采台积电N3P技术。

目前预期苹果2026年推出iPhone 18系列时,有望搭载首款2nm芯片。其他2纳米客户除苹果外,英特尔也表示有兴趣,预期AMD、Nvidia和联发科也会跟进。


2nm工艺按计划2025年量产

台积电之前透露,其 1.4nm 级工艺制程研发已经全面展开。同时,台积电重申,2nm 级制程将按计划于 2025 年开始量产。

根据 SemiAnalysis 的 Dylan Patel 给出的幻灯片,台积电的 1.4nm 制程节点正式名称为 A14。IT之家注意到,目前台积电尚未透露 A14 的量产时间和具体参数,但考虑到 N2 节点计划于 2025 年底量产,N2P 节点则定于 2026 年底量产,因此 A14 节点预计将在 2027-2028 年问世。

在技术方面,A14 节点不太可能采用垂直堆叠互补场效应晶体管(CFET)技术,不过台积电仍在探索这项技术。因此,A14 可能将像 N2 节点一样,依赖于台积电第二代或第三代环绕栅极场效应晶体管(GAAFET)技术。

N2 和 A14 等节点将需要系统级协同优化,才能真正发挥作用,并实现新的性能、功耗和功能水平。

尚不清楚台积电是否计划在 2027-2028 年时间段为 A14 制程采用 High-NA EUV 光刻技术,考虑到届时英特尔(以及可能其他芯片制造商)将采用和完善下一代数值孔径为 0.55 的 EUV 光刻机,台积电使用这些机器应该相当容易。然而,由于高数值孔径 EUV 光刻技术将掩膜尺寸减半,其使用将给芯片设计人员和制造商带来一些额外的挑战。

当然,从现在到 2027-2028 年,很多事情都可能会发生变化,因此不能做出太多的假设。但可以肯定的是,台积电的科学家和开发人员正在致力于下一代生产节点的研发。


三星和英特尔不甘示弱

目前,最先进的量产技术是三星电子和台积电生产的3nm工艺。三星于22年6月开始量产3nm工艺,台积电则于23年年初开始量产。然而,据报道,由于对初始良品率的担忧和半导体市场的低迷,3nm工艺的市场需求并未达到预期,客户对这些高成本先进工艺的需求减少。除了台积电独家生产苹果PC用M3芯片和移动应用处理器A17之外,全球主要的无晶圆厂公司仍主要使用4nm工艺,而非3nm。

与此同时,台积电的主导地位只增不减。根据市场研究公司TrendForce的数据,台积电在全球代工市场的份额从2021年第三季度的53.1%增至2023年同期的57.9%。相比之下,三星代工厂的市场份额同期从17.1%降至12.4%。

尽管如此,英特尔和三星都更加注重在台积电之前开发先进工艺,而不是立即扩大订单。它们的战略是抢占下一个市场,而不是在价格上与行业领导者竞争。

特别是英特尔,正在积极行动,重新进入代工业务。它计划在明年上半年量产20A 2nm级产品,并在下半年开发1.8nm级产品18A。去年9月,英特尔已经推出了18A半导体晶圆的原型。与此相关,荷兰半导体设备公司ASML近日在其官方社交媒体上宣布,将向英特尔交付全球首台High-NA极紫外(EUV)设备,预计将成为2nm以下工艺的关键工具。去年年初,英特尔率先与ASML签订了该设备的合同,领先于三星电子和台积电。

三星的目标是明年开始量产改进后的第二代3nm工艺,并在2025年上半年实现2nm工艺的量产。台积电将2nm工艺的量产时间定为2025年下半年。