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12nm制程的机会来了

芯长征科技  · 公众号  ·  · 2019-08-13 18:50

正文

来源: 内容来自半导体行业观察,「半导体行业观察」,谢谢。


据DIGITIMES Research统计和分析,今年第2季度,中国大陆智能手机应用处理器(AP)出货量提前拉货,较前期预估(季增34.6%)幅度加大。但该机构预估第3季度因第2季已提前拉货,因此,虽在旺季,预估大陆市场AP出货量季增长仅0.2%,较去年同期将减少7.6%。

DIGITIMES Research表示,第3季度,大陆市场手机AP制程转换也将明显,28nm比重将继续下降,被12nm超越,12nm出货比重将上涨3成,跃居市场主流;7nm比重有望达到1成左右。


根据这一市场统计和分析,12nm制程技术将会在我国大陆地区的手机市场大放异彩。我们知道,在中高端领域,市场上的主流制程工艺节点是22nm、16/14nm、10nm、7nm,以及今后的5nm和3nm,这些被称为主节点。而28nm、20nm、12nm、8nm等,被称为半节点,这些节点有很强的过渡属性,因此,总体来讲,它们的市场占有率相比于那些主节点要低。而28nm和12nm相对较为特殊,28nm是因为具有绝佳的性价比,因此应用面很广,也非常成熟;而12nm是典型的中端芯片制程工艺,市场上有多家知名处理器厂商的中端产品都选用了该制程工艺,这其中尤以手机处理器为最多。

图源:中信证券


中国大陆手机市场庞大,且中端和中低端占据着出货量的大头儿,这就给了中端手机处理器芯片绝佳的发展机会,相应的12nm制程技术的市场份额也就水涨船高了。


从目前的晶圆代工市场来看,具备12nm制程技术能力的厂商很少,主要有台积电、格芯(原格罗方德,GF)、三星电子和联电。联电于2018年宣布停止12nm及更先进制程工艺的研发。因此,目前来看,全球晶圆代工市场,12nm的主要玩家就是台积电、格芯和三星这三家,这一点,从近两年市场推出的各种芯片也可见一斑。


12nm制程芯片


2018年8月,华为发布了中端芯片麒麟710,采用的就是12nm制程,用在了当时的中端机型、在海外被称为Mate 20 Lite上。麒麟710由Cortex A73×4+Cortex A53×4组成,CPU主频为2.2GHz,GPU为Mali-G51。


2018年5月,联发科推出了中端芯片Helio P22,采用台积电12nm FinFET工艺制造,CPU为8核A53,最高主频2.0GHz。GPU采用PowerVR GE8320,频率650MHz,最高支持1600x720(20:9)屏幕分辨率。


2018年6月,联发科推出的中端芯片Helio P60表现不凡,吸引了OPPO和vivo等国产一线手机厂商的订单,像OPPO R15、vivo X21i等机型都搭载了Helio P60处理器。这颗芯片同样是定位中端,基于12nm制程工艺,并加入了人工智能技术。


2018年7月,联发科又推出了Helio A 系列产品,并称其把高端产品功能下放到了用户基数庞大的大众市场。该系列的首款产品为Helio A22,同样采用12nm制程工艺,搭配CorePilot技术,内建主频2.0 GHz的4核Cortex–A53,以及PowerVR GE图形处理器。


在中国大陆,紫光展锐最近几年在中端和中低端市场的拓展力度也很大,并逐步扩大着市场占有率,而在即将到来的5G市场,该公司推出了春藤510,采用了台积电12nm制程工艺,同时支持SA(独立组网)和NSA(非独立组网)方式。


可见,联发科是12nm制程中端手机芯片的主要玩家,来自DIGITIMES Research的统计和分析显示,高通受中美贸易影响,预计今年第3和第4季度出货量将分别较前季减少3.8%和2.7%,高通强化自主架构芯片,第4季度占高通整体出货比重有望提升至64.6%。从目前的形势来看,华为很可能将中端机种AP转单联发科,再加上OPPO、vivo等新品也多采用联发科的AP,预计会带动后者今年第3季度AP出货量较前一季增加5.8%,其中,Cortex-A57以上平台出货比重至今年第4季度有望提升至39.2%。


除了手机处理器之外,2018年底,AMD的显卡RX 590采用了12nm制程代工生产,而这款产品的代工厂为格芯和三星两家。由于AMD与格芯的深厚关系,其很多芯片都是由格芯代工的,但随着格芯宣布退出10nm及更先进制程的研发和投入,使得AMD不得不将先进产品分给了三星和台积电代工,从而分散了格芯的订单。


而在同一时期,另一家显卡厂商NVIDIA则选择了台积电的12nm制程。


三国杀


台积电的16nm制程经历了16nm FinFET、16FF+和16FFC三代,之后进入了第四代16nm制程技术,此时,台积电改变策略,推出了改版制程,也就是12nm技术,用以吸引更多客户订单,从而提升12吋晶圆厂的产能利用率。因此,台积电的12nm制程就是其第四代16nm技术。


与前几代相比,12nm具备更低漏电特性和成本优势。与16nm相比,12nm制程不仅拥有更高的晶体管密度,而且在性能和功耗方面得到了进一步优化,有较大的升级幅度。对于台积电来说,推出12nm工艺,不仅可以缓解10nm制程带来的订单紧张问题,而且还能在市场营销上反击三星、格芯、中芯国际等对手的14nm工艺,避免订单流失。


格芯于2018年宣布退出10nm及更先进制程的研发,这样,该公司的最先进制程就是12nm了。该公司是分两条腿走路的,即FinFET和FD-SOI,这也充分体现在了12nm制程上,在FinFET方面,该公司有12LP技术,而在FD-SOI方面,有12FDX。12LP主要针对人工智能、虚拟现实、智能手机、网络基础设施等应用,利用了格芯在纽约萨拉托加县Fab 8的专业技术,该工厂自2016年初以来,一直在大规模量产格芯的14nm FinFET产品。


由于许多连接设备既需要高度集成,又要求具有更灵活的性能和功耗,而这是FinFET难以实现的,12FDX则提供了一种替代路径,可以实现比FinFET产品功耗更低、成本更低、射频集成更优。


数据显示,格芯的12FDX制程能够以低于16nm FinFET 制程的功耗和成本,提供等同于10nm FinFET的性能,并且支持全节点缩放,使性能比FinFET 制程提升15%,功耗降低50%。而掩模成本也比10nm FinFET减少40%。格芯的12FDX制程在号称成本、功耗等方面都优于台积电主力16nm制程的情况下,台积电推出了第四代16nm制程,也就是12nm制程,使得双方的竞争进一步加剧,而格芯12FDX的量产时间要比台积电的12nm制程晚一些,这些对于12FDX来说,在后续的市场竞争中,是个不小的考验。







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