台积电7nm AI芯片订单 海思 寒武纪 比特大陆在握

[导读] 台积电曾信誓旦旦其在7纳米工艺制程以下订单市场占有率将是“100%”,此言不虚,目前国内最红火AI芯片,包括华为海思、寒武纪、比特大陆,以及未来更具潜力的多家AI客户,目前积极考虑从28纳米转进更高阶节点,进一步与台积电转进1X纳米以下合作。

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台积电曾信誓旦旦其在7纳米工艺制程以下订单市场占有率将是“100%”,此言不虚,目前国内最红火AI芯片,包括华为海思、寒武纪、比特大陆,以及未来更具潜力的多家AI客户,目前积极考虑从28纳米转进更高阶节点,进一步与台积电转进1X纳米以下合作。

在7nm节点,台积电已经是雄心勃勃,AMD官方近日证实,首批7纳米Vega预计将在2018年稍晚开始送样,生产制造方由台积电执行。虽然AMD CEO Lisa Su并未进一步说明,但以台积电目前7纳米客户群至少50家来看,超微或许是看上了台积电在7纳米制程生产制造技术方面的成熟度,反未采用先前配合的格芯(GlobalFoundries)。

据悉,台积电7nm芯片流片,新工艺性能可较上一代提升35%、功耗降低65%,未来升级到5nm之后性能还能再提升15%,功耗降低20%。客户群主要是涉及到CPU、GPU、AI芯片、加密货币芯片、网络、游戏、5G、自动驾驶芯片等领域。

台积电7纳米客户钵盆满盈

于国内客户方面,台积电目前已经明确手握至少前几大IC设计7纳米订单,包括华为海思今年下半年将推出的麒麟980芯片,将从10纳米改升级换代7纳米,原本供应链传出海思有意寻求第二代工厂分散供货,三星积极抢进,不过,目前则是在台积电投片量产稳扎稳打中。

寒武纪发布新一代1M AI芯片IP也间接证实了,寒武纪芯片采用台积电最新7纳米工艺下,展现极高的效能比。而寒武纪的IP指令集预料也将延续与海思麒麟970的合作,近一步与麒麟980集成在台积电下单,为华为下半年发布旗舰新机做准备。

另一方面,2018年,比特大陆继续向台积电下出大单。比特大陆对制程工艺的要求从16纳米工艺逐步推向12纳米工艺,并考虑过采用台积电的7纳米工艺,主要的目的是让自研的挖矿芯片挖矿芯片效能进一步提升,大举推升台积电7nm产出量。

凭借挖矿定制芯片,比特大陆已经成为世界最大的比特币芯片和矿机解决方案供应商,2017年营收25亿美元。

比特大陆成功开发并量产了多款ASIC定制芯片和整机系统,在数字货币芯片领域成功量产数十亿颗芯片,拥有最先进的7nm制程设计经验。其中最具代表性的是其运用在加密数字货币矿机中的BM芯片系列。

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N7+节点用上EUV光刻机

据了解,台积电第一代7nm工艺没有使用EUV光刻工艺,N7+节点才会用上EUV光刻机,不过制造过程的改变,N7+工艺晶体管密度提升大概20%,功耗降低10%。

7nm之后台积电还计划在2020年发布全新的5nm制造工艺,该技术将又比7nm、7nm+有大幅度提升,预计今年进入风险试产5nm工艺,与最初7nm工艺相比,台积电的5nm工艺大概能再降低20%的能耗,晶体管密度再高1.8倍,至于性能,预计能提升15%,若使用新设备的话可能会提升25%。

若在2020年5nm工艺投入大规模的生产之后,台积电还会在2021年推出5nm+的进阶产品,也就是对性能、功耗、面积上有所增强,而再往后2022年,台积电则将挑战的下一代工艺也就是3nm。

DIGITIMES Research分析认为,IC制造于人工智慧(Artificial Intelligence;AI)领域,高效能运算(High Performance Computing;HPC)与物联网(Internet of Things;IoT)将是二大重要平台与技术研发方向。而目前看来7纳米可以兼顾高性能与低功耗,将可成为AI芯片领域关键工艺制程技术平台。

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7纳米领先群 业者愈来愈少

就前段IC制造技术而言,晶片效能的提升可透过微缩制程技术升级与电晶体结构改变等途径达成。其中,微缩制程技术升级方面,7纳米制程具备高效能、高密度、低功耗等技术优势,台积电、三星电子(Samsung Electronics)、英特尔(Intel)皆具备7纳米制程量产能力,Globalfoundries也将于2020年上半导入7纳米制程,这些业者为人工智能HPC领域的领先群。

但从各主要晶圆代工业者布局观察,台积电虽居技术领先地位,但Globalfoundries的12纳米FD-SOI具备超低功耗与低成本优势,有机会分食台积电于IoT的市场;联电与中芯国际在IoT领域皆以28纳米PolySiON制程为主,日后升级至14/16纳米制程。

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