贝博体育◈★ღ✿。ballbet中国官网◈★ღ✿。半导体保险元件◈★ღ✿,半导体龙头股◈★ღ✿!在过去的十年中◈★ღ✿,台积电的运作节奏相当稳定◈★ღ✿。该公司于2019年3月开始生产其最新节点5纳米的风险产品◈★ღ✿。只要COVID-19不会中断运营◈★ღ✿,预计5纳米将在第二季度(可能在4月或5月)左右逐渐增加◈★ღ✿。本文从包括Arm Techcon 2019◈★ღ✿、第65届IEEE IEDM会议和ISSCC 2020在内的许多地方获取其信息◈★ღ✿。但让我们也有些失望的是◈★ღ✿,尽管该论文具有重要意义◈★ღ✿,但台积电的IEDM论文缺乏实质性内容◈★ღ✿,这并不符合我们对IEDM会议质量的期望◈★ღ✿。
台积电尚未透露N5节点的确切设备尺寸◈★ღ✿,因此我们将坚持自己的估计◈★ღ✿。我们目前的估计仍然是48 nm的多晶硅节距(poly pitch)和30 nm的金属节距(metal pitch)◈★ღ✿。这些尺寸得出的器件密度估计为171.3 MTr /mm◈★ღ✿。而根据台积电在IEDM上的报告◈★ღ✿,5nm的密度比该公司自己的N7节点提高了1.84倍◈★ღ✿,但根据我们的估算◈★ღ✿,这个数字为1.87倍◈★ღ✿,两者相当接近◈★ღ✿。自台积电(TSMC)逐步扩展其7纳米节点以来BALLBET全站app◈★ღ✿,正好在4月份就标志着这一增长◈★ღ✿。令人印象深刻的是◈★ღ✿,这距离该公司在16nm推出其首款FinFET器件还不到5年◈★ღ✿。从N16到N5◈★ღ✿,台积电目前正以摩尔定律2x / 2年的速度推出生产节点◈★ღ✿,这实际上快于历史趋势线◈★ღ✿。
在IEDM论文的其中一张图中◈★ღ✿,TSMC展示了图案化EUV的保真度(patterning fidelity)◈★ღ✿。很难说我们能在多大程度上依靠他们在IEDM的介绍◈★ღ✿,但是如果我们假设此处的最小金属间距约为30 nm◈★ღ✿,则单元高度约为6T(与N7相同)◈★ღ✿,这是可行的达到约180 nm的cell高度◈★ღ✿,高密度的cell很可能是2 + 2 yielding 的8 Fin Cell◈★ღ✿,但是如果COAG表示单鳍隔离◈★ღ✿,则N5可能是7Fin的高度◈★ღ✿。换句话说◈★ღ✿,鳍间距(fin pitch)可能为25-26 nm◈★ღ✿。台积电确实提到有一个使用3 Fin的HPC Cell◈★ღ✿。如果我们假设25 nm FP◈★ღ✿,则HPC Cell的高度为225 nm或7.5T(也与N7相同)◈★ღ✿。
总体而言◈★ღ✿,台积电N5是一种高密度◈★ღ✿,高性能FinFET工艺济公活佛4◈★ღ✿,专为移动SoC和HPC应用而设计◈★ღ✿。Fab 18在台湾南部科学园区的公司新的12英寸GigaFab工厂中◈★ღ✿,Fab广泛使用了EUV工艺◈★ღ✿。台积电表示◈★ღ✿,其5纳米工艺比其7纳米节点的密度高1.84倍◈★ღ✿。台积电还优化了模拟器件◈★ღ✿,实现了大约1.2倍的扩展◈★ღ✿。在IEDM上BALLBET全站app◈★ღ✿,Geoffrey Yeap报告说◈★ღ✿,对于由60%逻辑济公活佛4◈★ღ✿,30%SRAM和10%模拟/ IO组成的典型移动SoC◈★ღ✿,他们预计将采用5 nm技术◈★ღ✿,能够将die的尺寸减少35%到40%◈★ღ✿。
从设备功率和性能的角度来看◈★ღ✿,TSMC表示◈★ღ✿,在等功率情况下◈★ღ✿,设备的速度提高了15%◈★ღ✿,或者在相同速度下◈★ღ✿,其功耗降低了30%◈★ღ✿。这些数字与先前报告的一致◈★ღ✿。
N7随附的超LVT(uLVT)之外◈★ღ✿,还有一个新的极限LVT(eLVT)济公活佛4◈★ღ✿,这可以将速度提高15%到25%◈★ღ✿。此外◈★ღ✿,与标准N5 Cell相比◈★ღ✿,我们上面提到的HP Cell变体可以以密度代价◈★ღ✿,将性能再提高10%济公活佛4◈★ღ✿。
台积电强调在此过程中广泛使用EUV◈★ღ✿。值得指出的是◈★ღ✿,这实际上是台积电第一个基于“主要” EUV的节点◈★ღ✿。台积电N7和N7P节点是基于DUV的◈★ღ✿。台积电的第一个生产EUV流程是N7 +◈★ღ✿,但该节点实际上是一个孤立节点◈★ღ✿,与先前的节点不兼容◈★ღ✿,除了返回该节点之外◈★ღ✿,没有明确的迁移路径◈★ღ✿。另一方面◈★ღ✿,对于大多数客户而言◈★ღ✿,N5被设计为从N7迁移的主要途径◈★ღ✿。台积电表示◈★ღ✿,在切割◈★ღ✿,接触济公活佛4◈★ღ✿,过孔和金属线层以上的EUV层来替代至少4倍的浸没层◈★ღ✿。这是将其基于EUV的N5节点与利用多重模式的假设N5节点进行比较得出的结果◈★ღ✿。
台积电在IEDM上展示了一张图表◈★ღ✿,报告说◈★ღ✿,与以前的工艺相比◈★ღ✿,N5首次使用更少的掩模◈★ღ✿。与基线相比◈★ღ✿,测量出图中条形的高度◈★ღ✿,N10使用的mask增加了1.31倍◈★ღ✿,N7使用的mask增加了1.45倍◈★ღ✿,而N5使用的mask增加了1.35倍◈★ღ✿。如果N5是基于多图案DUV的工艺◈★ღ✿,则掩模数量将激增至1.91倍◈★ღ✿。换句线个掩模◈★ღ✿,7 nm约需要87个掩模◈★ღ✿,而5 nm则返回到81个掩模◈★ღ✿。如果没有EUV◈★ღ✿,则在5nm的时候需要115个掩模◈★ღ✿。他们没有给出与N7 +的比较◈★ღ✿,但我们估计它与10 nm的掩模数量相当◈★ღ✿。
为了改善驱动电流◈★ღ✿,台积电为其5纳米FinFET器件引入了高迁移率通道(HMC)◈★ღ✿。台积电(TSMC)尽一切努力避免详细说明该通道的实际属性(每个相关的问题都被重言式所使用◈★ღ✿:“那些知道◈★ღ✿,知道”的人)◈★ღ✿。但试图隐藏这样的通用信息是徒劳的◈★ღ✿,我们希望TechInsights在产品开始发货后的几个月内发布该信息◈★ღ✿。我们相信台积电正在为pMOS器件采用SiGe通道◈★ღ✿。据我们所知◈★ღ✿,这大约由37%的Ge组成◈★ღ✿。台积电表示◈★ღ✿,与同等的Si finFET相比◈★ღ✿,HMC的性能提高了18%◈★ღ✿。下面显示了全应变HMC晶格的TEM◈★ღ✿。
台积电表示◈★ღ✿,它已在其N5工艺中加入了许多定标助推器◈★ღ✿。有趣的是◈★ღ✿,台积电称它们为“智能超扩展功能”(smart hyper scaling features)◈★ღ✿,这是英特尔以前使用的营销术语◈★ღ✿。台积电称之为“唯一扩散终止”(“unique diffusion termination)的第一个助推器◈★ღ✿。我们认为◈★ღ✿,这是指cell边界处某种形式的单个扩散破坏◈★ღ✿。此外◈★ღ✿,TSMC还增加了在有源区(COAG)上降低栅极接触的能力◈★ღ✿。而英特尔先前在其10纳米节点上引入了这两项功能◈★ღ✿,并将其作为“超扩展功能”的一部分◈★ღ✿。
台积电(TSMC)表示◈★ღ✿,尽管间距趋于严峻◈★ღ✿,但金属线保持相对相似◈★ღ✿。台积电表示◈★ღ✿,这是通过“使用EUV图案◈★ღ✿,创新的按比例缩放的势垒/衬垫◈★ღ✿,ESL / ELK电介质和铜reflow来实现的◈★ღ✿。” 改进意味着互连RC相对于N7不会像N7相对于N16那样恶化◈★ღ✿。
台积电公布了两个6T SRAM变体◈★ღ✿:一个高性能单元和一个高密度单元◈★ღ✿。高性能Cell为0.025 m◈★ღ✿,而高密度Cell为0.021 m◈★ღ✿。在绝对占位面积和它们各自类别中◈★ღ✿,这两个单元都是迄今为止最密集的SRAM单元◈★ღ✿。换句话说BALLBET全站app◈★ღ✿,即使是高性能SRAM单元◈★ღ✿,其密度也比迄今为止报道的所有其他正在生产的SRAM cell都要高◈★ღ✿。
以前BALLBET全站app◈★ღ✿,我们假设辅助电路的占比约为30%◈★ღ✿,这估计约有32 Mib /mm的缓存BALLBET全站app◈★ღ✿。与N7的24.7 Mib /mm相比◈★ღ✿,增加了30%◈★ღ✿。在ISSCC 2020上◈★ღ✿,台积电展示了带有135 Mib HD SRAM和附加IP的测试装置◈★ღ✿。他们报告的HD Cell密度确实与我们的估计相符◈★ღ✿。显示了HD SRAM阵列的Shmoo图◈★ღ✿,其中将其用作高性能L1高速缓存◈★ღ✿。他们能够在0.85 V的电压下达到4.1 GHz◈★ღ✿。仔细观察该图可以发现◈★ღ✿,如果将电压提高至0.9 V◈★ღ✿,则可以超过4.2 GHz◈★ღ✿。
在最近的两个节点中◈★ღ✿,TSMC的执行非常出色◈★ღ✿。自从其16 nm节点以来◈★ღ✿,每个过程节点的扩展速度都比其前身更快◈★ღ✿。N7是该公司最快的斜坡节点◈★ღ✿,有史以来最快的缺陷密度降低◈★ღ✿。台积电表示◈★ღ✿,它希望其N5节点的速度更快◈★ღ✿。5纳米工艺于2019年3月进入风险生产◈★ღ✿。该工艺有望在今年第二季度(可能在4月或5月)加速进行◈★ღ✿。如果增加速度◈★ღ✿,这将是晶体管密度和SRAM密度方面最密集的节点——超越三星和英特尔◈★ღ✿。三星5纳米仅比其7纳米稍密集◈★ღ✿,与台积电的5纳米相比没有竞争力◈★ღ✿。三星的下一个飞跃是其3纳米节点◈★ღ✿。英特尔很可能会凭借其7纳米节点获得密度领先优势◈★ღ✿,但是BALLBET全站app◈★ღ✿,该节点要到明年下半年才会推出-落后1.5年◈★ღ✿。
台积电(TSMC)5纳米节点将在Fab 18上投入生产◈★ღ✿,新的12英寸EUV GigaFab将分三期建设◈★ღ✿。第一阶段于2018年初完成BALLBET全站app◈★ღ✿,这是5纳米工艺的开始◈★ღ✿。第二阶段在稍晚些时候开始◈★ღ✿,预计也将在2020年投入量产济公活佛4◈★ღ✿。第三阶段的最后阶段于2019年开始◈★ღ✿,计划于2021年投入量产◈★ღ✿。Fab18还将成为其3纳米工艺的未来工厂济公活佛4◈★ღ✿,该工艺计划于2022年进行◈★ღ✿。
除了制程技术本身◈★ღ✿,台积电还在封装方面开展工作◈★ღ✿。CoWoS是公司当前的主要2.5D技术◈★ღ✿。台积电最近宣布推出2倍标线(reticle)CoWoS◈★ღ✿,其HBM带宽高达2.7 TB / s◈★ღ✿,特别针对5纳米节点进行了优化◈★ღ✿。将来◈★ღ✿,它将扩展到3x光罩和最多8个HBM堆栈◈★ღ✿。台积电还宣布了SoIC封装◈★ღ✿,这是该公司的3D堆叠封装技术◈★ღ✿。
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