手機處理器性能提升的法寶:新製造工藝5nm EUV

2020-12-03 雷科技

想要了解更多熱門資訊、玩機技巧、數碼評測、科普深扒,可以點擊右上角關注我們的百家號:雷科技

----------------------------------

前不久,手機處理器代工廠商之一的三星宣布完成了5nm EUV工藝研發,能夠給晶片帶來20%的功耗降低。

作為老對手的臺積電雖然還沒有正式公布,但也有各方消息表示即將完成研發,有望為2020年蘋果A14處理器的製造出力。

5nm和EUV這兩個新登場的製造工藝究竟有著什麼優勢,多家代工廠為何要急著完成新技術的研究?讓小雷來簡單梳理一番。

是什麼優勢讓晶片商趨之若鶩

首先我們知道,由處理器為代表的半導體晶片決定了手機等諸多設備的運行性能,想要提升晶片的能力就得從多方面改進,其中架構和製程佔據了相對主要的地位。

前者帶來計算質量的改變,而後者則改變數量上的能力。

從電晶體組成的集成電路被發明開始,製造晶片的製程被一步步推進,製程的數字越小,電晶體之間的間隙也越短自然就有了更大的電晶體密度,晶片性能也得到提升。

從小米手機一代驍龍8260處理器的45nm,到驍龍800處理器時代的28nm,再到驍龍821的14nm,驍龍835的10nm,還有現在麒麟980、驍龍855和蘋果A12都在使用的7nm製程,手機的性能都在隨著晶片製造工藝的提升而躍進。

而在即將到來的5nm製程,晶片製造迎來了工藝上的節點:5nm有著過去都不算問題的特殊之處,極低的電晶體間隙使得漏電難以被控制,造成晶片性能存在可見的損失;而當前擁有的諸多製造技術又沒法有效解決漏電,將代工廠們攔在了5nm的門前。

多家研發機構經過提前數年的研究,找到了一個解決5nm尷尬的方式,EUV(極紫外光刻)。

這個技術從上個世紀80年代就開始研發,可惜因一直達不到所需的指標而被一直推遲,直到晶片製造遇到了切實難以跨過的門檻。

但EUV又幾乎是推進位程工藝的唯一辦法,傳統的光刻已經很難隨著製程進步繼續使用,其他的代替方法進展緩慢而且開支更加可怕。

想要讓5nm製程順利成為現實,採用EUV成了臺積電、三星等大型代工廠的首要選擇。

臺積電和三星為什麼這麼急

代工廠們的著急不是突然出現的,EUV本身就遭遇了時間跨度相當長的延期,同時5nm也因為往年採用的技術而被一併推遲。現在我們看到的2020年開始推出量產晶片計劃,已經是延期數次後的時間表了。

當前的晶片製造行業多數採用代工廠模式,相比英特爾的研發與生產一體的模式,將兩個雞蛋分開放的做法明顯降低了進入晶片行業的風險。

臺積電採用自己進行半導體晶片生產,為研發廠商提供服務的模式,讓客戶能更有效地把研發預算用在合適的地方,並且自身能夠從中獲取利益。

但晶片市場也如同其他的大大小小市場一樣存在著激烈競爭,如果沒能藉助比競品更先進的工藝製造晶片,那麼很可能從市場上敗下陣來。於是作為代工生產的一方,會因為客戶生產的需求而產生壓力。

而臺積電獲得的壓力,正是要讓新的工藝能夠儘快投產,使得作為客戶的研發廠商投入更多的訂單,來保證收益的穩定性。早在10nm時代,就曾出現過工藝尚未正式投產,大半年的產能就已經被客戶吃下的狀況。

投入新的製程,對於臺積電來說再自然不過,但由於EUV工藝的加入令這次的工藝升級出現了更加可觀的支出。預先在研發中投入如此的支出數目,對於一家靠著代工來獲取利潤的企業來說,幾乎要到了虧損不可接受的地步。

說到底,都是錢的問題。拖得越久造成的損失就越大,而代工廠想要用新工藝的生產來收回成本,相應的周期卻會因為延遲變得越來越長。為了不讓這樣糟糕的境地發生,臺積電不得不急。

對於同樣進行著晶片代工業務的三星,這也是同理。而且三星也有自研晶片業務存在,早日投入新製造工藝,也能讓三星的自研處理器早一日在市場上獲得領先地位。

新一輪軍備競賽,將隨新工藝而來

如果三星能夠順利帶來基於7nm EUV打造的Exynos 9825處理器,並用於2019年下半年旗艦Galaxy Note 10之上,就能從一定程度上證明EUV工藝的研發進展,晶片製造的又一次危機被化解。

待到一年後,無論是高通、蘋果、三星還是華為,手機處理器都能隨著晶片製造水平提升而用上5nm EUV工藝。新技術的加持下,各家廠商能帶來怎樣強勁的晶片以及手機產品呢?值得我們靜靜等待。

相關焦點

  • AMD Zen 3處理器會上7nm EUV工藝,但別指望工藝性能大提升
    在7nm節點,AMD做到了(CPU/GPU)世界首發,新一代CPU會使用Zen 2架構,此外AMD還在發布會上提到了Zen 3架構進展順利,正在設計中,它將使用7nm+工藝,也就是7nm EUV工藝。雖然有EUV光刻工藝加成,但是7nm EUV工藝在性能上不會有多大的提升,AMD CTO Mark Pappermaster也在採訪中證實7nm EUV工藝主要是改善能效,性能提升只是適度的。
  • 蘋果下一代A13處理器爆料:代號Lightning 或採用7nm EUV工藝
    【TechWeb】近日,有推特用戶爆料了蘋果新一代處理器A13的相關信息。爆料稱,蘋果A13處理器代號為Lightning,內部型號T8030。值得注意的是這位推特用戶此前爆料A12的相關信息,後來都被證明比較準確。
  • 三星首款基於5nm EUV FinFET工藝製造處理器:Exynos 1080
    打開APP 三星首款基於5nm EUV FinFET工藝製造處理器:Exynos 1080 數碼控 發表於 2020-11-26 17:46:41
  • 蘋果A13曝光:7nm+EUV新工藝,著重提升AI方面!
    大家都知道,現如今手機處理器的性能是越來越強了,目前手機行業最為出名的晶片莫過於蘋果的A系列晶片,高通的驍龍系列晶片、華為的海思麒麟晶片。目前業界手機處理器的最強晶片基本上就來自於這幾家。如今蘋果最新的處理器就是A12晶片,目前已經是行業公認的最強晶片。近日,蘋果的A13晶片方面再次傳來消息。A13處理器將再次交給臺積電代工,這一次A13依舊會採用7nm的製程工藝,並且採用了極紫外光刻(EUV)新工藝。A13的提升在於:升級成為3個性能核心+4個能效核心的組合。;著重了AI方面的性能,相比於A12處理器提升3-5倍,AI能力再次增強。
  • 三星旗艦級處理器Exynos 1080發布:5nm工藝性能提升14% 功耗降低30%
    今天下午,三星正式發布了旗艦級移動處理器Exynos 1080,這是三星首批採用5nm EUV FinFET工藝打造的旗艦晶片。  相較三星7nm工藝製程,三星5nm製程在電晶體數量密度上增加超過80%,能夠帶來更強性能和更低功耗。
  • 與華為搶5nm首發!蘋果A14處理器性能一騎絕塵
    除了以上這些升級外,新機搭載的A14處理器更是吊足了很多性能黨的胃口。每一代iPhone發布時,其搭載的A系列晶片總能引起手機圈的熱議,甚至其風頭會蓋過其手機本身。作為蘋果10年造芯路上的集大成之作,A14晶片性能到底有多麼炸裂,今天我們一探究竟。
  • 蘋果發布A14 Bionic處理器:全球首發5nm工藝、118億電晶體怪獸
    昨晚發布會雖然沒有iPhone 12手機,不過大家可以提前過過癮,因為蘋果發布了A14 Bionic處理器,首發5nm工藝,118億電晶體傲視群雄,沒有華為競爭5nm的情況下這會是目前最強手機晶片。當前的iPhone 11及iPad Pro上使用的A13 Bionic處理器是7nm工藝(N7P二代工藝),集成85億電晶體,6核CPU、4核GPU,集成Neural神經計算引擎,也就是常說的AI核心,AI運算能力達到了1TFLOPS。
  • 7nm EUV工藝 臺積電吃下AMD的Zen3處理器全部訂單
    這幾天AMD下一代處理器架構Zen3的消息很多,尤其是IPC性能引發了玩家的關注,樂觀的爆料認為IPC性能提升17%,AMD CTO透露出來的是不低於10%。除了架構升級之外,Zen3還會用上臺積電的7nm+(N7P)工藝,同樣會提升一定的性能。
  • 5nm處理器功耗「翻車」,新榮耀選聯發科還是高通?
    甚至用驍龍865進行超頻後,在性能表現上也要優於驍龍888。第一代5nm移動處理器集體翻車5nm的處理器雖然新,但性價比一定高嗎?據悉,首批5nm移動處理器除了普遍存在過熱問題外,還表現不佳。直到2020年下半年,三星才量產5nm工藝處理器Exynos 1080,就在1月13日凌晨,三星又在CES 2021上正式發布全新一代旗艦手機晶片Exynos 2100,這是三星最新的基於5nm工藝的旗艦移動處理器。
  • 臺積電7nn EUV 工藝正式商用
    從安卓手機進入大眾視野時的60nm,到4G手機開始普及時的28nm,再到現在高端手機上普及的7nm,智慧型手機提供的表現越發強大,我們一直在見證著晶片工藝提升帶來的性能和續航革命。5G和AI應用是當前的熱門話題,為了讓這些新技術更好地在手機上服務用戶,更應該讓重要的硬體晶片,藉助工藝提升得到新能力。
  • 5nm EUV工藝加持由vivo首發
    近日三星發布了全新的旗艦晶片Exynos 1080,這是一款定位旗艦的處理器產品。Exynos 1080採用了5nm工藝製程,採用了Cortex-A78 CPU、Mali-78 GPU的配置,同時兼顧高性能和低功耗的特性,在發布會上,三星宣布,vivo將首發搭載Exynos 1080處理器的終端產品。
  • 高通驍龍888旗艦處理器正式發布:5nm工藝
    打開APP 高通驍龍888旗艦處理器正式發布:5nm工藝 騎士 發表於 2020-12-02 09:46:06 高通在 2020 驍龍技術峰會上正式發布了驍龍 888 旗艦平臺處理器,將支持下一代旗艦智慧型手機。
  • 高通又一款手機處理器曝光:8nm工藝,接替驍龍730G!
    一具體來說,報導稱,從參數和命名來看,這款處理器可能是驍龍730G的升級版,相較於後者在CPU頻率方面有所提升,同時有著更好的AI能力。根據網際網路上的公開資料顯示,驍龍 730是高通推出的首款7系列SoC,採用三星8nm LPP工藝製造,取代驍龍 710,擁有旗艦8系列晶片上的某些功能。
  • 2021年中端手機處理器大戰前瞻:聯發科將發布6nm處理器
    關於這塊處理器,6nm工藝製程也是相當有趣的,今年主流5G處理器均為7nm工藝製程,而剛剛登場的蘋果A14處理器以及華為自研的海思麒麟9000處理器都是5nm製程工藝,華為蘋果兩家均跳過了6nm工藝製程,直接向5進軍。
  • 華為3nm工藝處理器曝光:麒麟9010仍為5nm工藝
    此前, 國外有外國知名博主 @RODENT950曝出華為下一代處理器將命名為麒麟9010(Kirin 9010) ,並採用先進的3nm工藝,引發了不少網友的熱議。  之前有消息認為,受制於各方面原因,華為至少會在未來兩年內堅持使用5nm工藝。此外,按照目前臺積電和三星的進展,3nm工藝最快也要2022年。
  • 三星Exynos 2100發布,5nm工藝、性能提升30%、支持2億像素
    昨晚,三星正式發布了其最強SoC Exynos 2100 5G,這是繼麒麟9000、蘋果A14、高通驍龍888、Exynos 1080之後第五款5nm 5G處理器了。回到晶片上,三星Exynos 2100採用使用了自家的5nm EUV工藝,性能提升10%,功耗降低20%。Exynos 2100集成了8核CPU,由1個2.9GHz的ARM Cortex-X1超大核、3個2.8GHz的A78及4個2.2GHz的A55小核心組成,其中X1大核的頻率比高通驍龍888的2.84GHz還要高一些。
  • 三星Exynos 1080:5nm EUV FinFET工藝
    11月12日消息,據了解,三星Exynos今天在上海舉辦了首場面向中國市場的新品發布會,並發布了具有旗艦級性能的Exynos 1080移動處理晶片。集成了5G模組的Exynos 1080是三星首款基於最新的5nm EUV FinFET工藝製造的處理器。
  • 新iPhone搭載新A13處理器,A13性能提升巨大高通和麒麟能追上嗎?
    對於高通和麒麟來說面對蘋果A系列處理器的時候,雖然完全超過但也能與之一戰。只不過,大部分時候都是高通麒麟最新的晶片,和蘋果舊款處理器相競爭。短期看,蘋果A系列依然會超過高通麒麟。2019年蘋果會發布新的iPhone手機,毫無疑問新的iPhone手機會搭載A13晶片。對於這款處理器,雖然目前信息不多,但是應該已經有相關的測試產品了。
  • 高通驍龍480處理器發布:基於8nm工藝製程!
    現在,伴隨著高通驍龍480處理器的發布,無疑有助於彌補這一空白。對於剛剛發布的高通驍龍480處理器,最終的定位很可能偏向於百元5G智慧型手機,這顯然有助於覆蓋更多的5G智慧型手機用戶。一具體來說,規格方面,按照高通這家晶片供應商的介紹,驍龍480採用8nm工藝製程,三星代工。對於8nm的製程工藝,顯然不是落後的晶片製程工藝。
  • 5nm處理器或交由臺積電代工
    而手機行業的激烈競爭促使移動晶片製造業始終處於「軍備競賽」狀態,各家手機處理器的製程工藝到今年都已陸續升級到了5nm (高通驍龍875、三星Exynos1080、蘋果A14,包括華為海思Kirin9000)。對比14nm工藝(42億個電晶體),5nm處理器可以將電晶體數量提高7倍(300億個電晶體),在運算性能和功耗比方面都成幾何倍數提升。