|
臺(tái)積電5nm即將量產(chǎn)，今年這部分訂單已經(jīng)被蘋果和華為海思預(yù)定了。包括高通、聯(lián)發(fā)科、博通、AMD、英偉達(dá)、賽靈思等大客戶，均已展開5nm芯片設(shè)計(jì)，預(yù)計(jì)明、后兩年開始陸續(xù)進(jìn)入量產(chǎn)階段。不久前，臺(tái)積電總裁魏哲家在法說會(huì)中指出，采用臺(tái)積電5nm完成的芯片設(shè)計(jì)定案（tape-out）數(shù)量將比7nm量產(chǎn)初期的同時(shí)期還要高，5nm將成為臺(tái)積電繼7nm之后、另一個(gè)重大且具有長(zhǎng)生命周期的制程節(jié)點(diǎn)。預(yù)估5nm今年?duì)I收占比將達(dá)到10％。今年下半年，臺(tái)積電5nm逐步進(jìn)入規(guī)模量產(chǎn)階段，主要是為蘋果代工A14應(yīng)用處理器，以及為華為海思代工麒麟1000系列5G手機(jī)處理器。基于5nm的A14處理器，除了擁有更多的晶體管和更高的峰值時(shí)鐘速率外，蘋果還在架構(gòu)上進(jìn)行了改進(jìn)，預(yù)計(jì)其單核性能會(huì)提升不少。相較于單核性能，A14的多核性能存在更多變數(shù)。首先是因?yàn)橹瞥坦に嚨纳?jí)，晶體管密度能夠大幅提升，蘋果或許會(huì)增加第三個(gè)大核，或者大幅改進(jìn)小核心的性能，來提升多線程性能。根據(jù)A11、A12、A13整理的函數(shù)方程，A14的多核性能GB5的跑分為4500左右。但是MacWorld表示結(jié)合時(shí)鐘速率以及架構(gòu)變化，實(shí)際多核性能有望達(dá)到5000分。圖形性能上，A13處理器相較于A12有跳躍式提升，在3DMark Sling Shot Extreme Unlimited測(cè)試中，從A12的4000分左右直接跳到了6500分左右。而對(duì)于A14處理器的圖形性能，根據(jù)趨勢(shì)曲線估計(jì)會(huì)在7000分左右。但是，MacWorld表示除非出現(xiàn)了新的性能瓶頸，否則A14圖形性能將可能超過9500分。MacWorld認(rèn)為，得益于升級(jí)的5nm制程工藝，蘋果將會(huì)增加Neural Engine內(nèi)核，并且可能進(jìn)行架構(gòu)升級(jí)，以帶來更好的神經(jīng)引擎性能升級(jí)。今年3月，數(shù)碼爆料人Jon Prosser在推特發(fā)文表示，5G版iPad Pro有望年底發(fā)布，將搭載A14X處理器。據(jù)悉，A14X處理器將基于臺(tái)積電5nm打造，晶體管規(guī)模可能高達(dá)150億個(gè)。據(jù)悉，今年華為Mate 40將搭載麒麟1000芯片，該芯片基于臺(tái)積電5nm制程，考慮到7nm FinFET Plus EUV 麒麟990 5G集成了高達(dá)103億個(gè)晶體管，如果麒麟1000使用5nm工藝，那么其每平方毫米可能有多達(dá)1.713億個(gè)晶體管。麒麟1000可能會(huì)采用Cortex A77架構(gòu)，性能表現(xiàn)上將比麒麟990系列至少快30%，同時(shí)也更加省電。還有一種說法是：華為海思今年會(huì)推出基于5nm制程工藝的麒麟1020，預(yù)計(jì)第三季度上市。麒麟1020將采用ARM Cortex-A78架構(gòu)，麒麟1020每平方毫米也可容納1.713億個(gè)晶體管，其性能較麒麟990提升50%。麒麟1020處理器將由華為Mate 40/Pro系列手機(jī)首發(fā)。由于中國(guó)大陸正在大規(guī)模進(jìn)行5G基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，這給華為帶來了巨大商機(jī)，海思自研的基站芯片有了更大的發(fā)揮空間。據(jù)悉，海思最新的網(wǎng)絡(luò)處理器芯片也將采用臺(tái)積電的5nm制程，并于今年下半年量產(chǎn)出貨。今年只有蘋果和華為兩大客戶，但2021和2022年，隨著臺(tái)積電5nm工藝的成熟，產(chǎn)能的增加，后面排隊(duì)的另外幾個(gè)大客戶也將進(jìn)場(chǎng)。例如，高通新款5G手機(jī)芯片驍龍875及X60基帶芯片，英偉達(dá)新一代Hopper架構(gòu)GPU芯片，AMD的Zen 4架構(gòu)CPU，以及RDNA 3架構(gòu)的GPU等，也將采用臺(tái)積電5nm生產(chǎn)。此外，業(yè)界盛傳英特爾也會(huì)成為臺(tái)積電5nm客戶。按照慣例，高通將會(huì)在今年12月發(fā)布旗下最新的旗艦手機(jī)處理器驍龍875。作為高通主要面向明年安卓旗艦機(jī)型推出的處理器產(chǎn)品，驍龍875將會(huì)基于臺(tái)積電5nm制程工藝。不久前，91Mobiles已經(jīng)率先曝光了這款處理器的詳細(xì)信息。曝光的信息顯示，驍龍875將會(huì)和驍龍X60 5G基帶芯片，以及新的射頻系統(tǒng)搭配，關(guān)于X60，有消息稱將會(huì)由臺(tái)積電和三星5nm工藝打造。驍龍875處理器在高通內(nèi)部的開發(fā)代號(hào)為SM8350。爆料指出，驍龍875處理器將會(huì)擁有基于ARM v8 Cortex架構(gòu)的Kryo 685 CPU，但目前還不能確定驍龍875采用公版架構(gòu)還是會(huì)進(jìn)行修改；支持毫米波以及sub-6GHz 5G網(wǎng)絡(luò)；擁有Adreno 660 GPU、Adreno 665 VPU（視頻處理單元）、Adreno 1095 DPU（分散處理單元）、高通安全處理單元（SPU250）、Spectra 580圖像處理引擎、驍龍傳感器核心技術(shù)、升級(jí)的Hexagon DSP、四通道LPDDR5、WCD9380和WCD9385音頻編解碼器。爆料人稱，驍龍875將是該公司首款采用X60 5G基帶的芯片組，但目前尚不清楚它是集成還是外掛式的。AMD的Zen 4架構(gòu)CPU有望在2021年推出，將采用臺(tái)積電的5nm工藝制造。這將是業(yè)界首個(gè)5nm制程的x86處理器。AMD的Zen 3處理器將于2020年底或2021年初發(fā)布，而Zen 4架構(gòu)的EPYC霄龍?zhí)幚砥鞯陌l(fā)布時(shí)間將會(huì)在2021年或者2022年初。Zen 4對(duì)AMD來說至關(guān)重要，因?yàn)榇?hào)為“熱那亞”的數(shù)據(jù)中心處理器將會(huì)采用全新的SP5接口，新的接口將顯著改變處理器的I/O，并支持新的DDR5內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn)和PCIe 5.0標(biāo)準(zhǔn)。今年3月，AMD公布了GPU發(fā)展路線圖，不僅包含了去年夏天發(fā)布的Radeon RX 5700 XT RDNA，還闡述了RDNA 2和RDNA 3。其中，RDNA 3在功能方面能夠得到的消息還比較少，但從整體目標(biāo)來看，AMD仍然希望能夠持續(xù)提高每瓦功率性能，功耗仍然是GPU總體性能的瓶頸，而更先進(jìn)的制程工藝有助于提升功率效率。鑒于即將發(fā)布的RDNA 2可能不再局限于臺(tái)積電的EUV 7nm+工藝，那么RDNA 3可能會(huì)更激進(jìn)的考慮采用臺(tái)積電6nm或者5nm。今年3月，博通宣布與臺(tái)積電在CoWoS（Chip-on-Wafer-on-Substrate）方面深入合作，用于制造其最先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)處理器。據(jù)悉，臺(tái)積電和博通將支援業(yè)界首創(chuàng)且最大的兩倍光罩尺寸(2X reticle size)之中介層，面積約 1,700 平方毫米。該CoWoS 中介層由兩張全幅光罩拼接構(gòu)成，能夠大幅提升運(yùn)算能力，借由更多的系統(tǒng)單芯片來支援先進(jìn)的高效能運(yùn)算系統(tǒng)，以發(fā)揮臺(tái)積電5nm制程工藝的優(yōu)勢(shì)。有消息稱，英偉達(dá)下一代Hopper GPU已經(jīng)預(yù)訂了臺(tái)積電的5nm制程。目前，AMD正積極地采用7nm制程的做法使英偉達(dá)感受到了壓力，作為應(yīng)對(duì)方案，他們已經(jīng)為Hopper GPU預(yù)訂了臺(tái)積電2021年的5nm產(chǎn)能。另外，2021年蘋果的A15應(yīng)用處理器，華為海思將于明年推出的麒麟1100，及其最新的服務(wù)器AI和Arm芯片，也會(huì)采用臺(tái)積電的5nm制程工藝。當(dāng)然，2021年用的是升級(jí)版本的5nm制程，且產(chǎn)能也會(huì)大增。再有，2021年，聯(lián)發(fā)科很可能會(huì)推出天璣2000系列5G芯片，將采用臺(tái)積電的5nm制程。而英特爾近些年一直與臺(tái)積電有合作，一些非核心CPU芯片，如AI處理器等，則交由臺(tái)積電代工生產(chǎn)，明年，隨著臺(tái)積電5nm產(chǎn)能上量，到時(shí)英特爾自研的Xe架構(gòu)GPU也有望落地，這部分芯片交由臺(tái)積電代工的概率也很大。除了臺(tái)積電，三星是另一家有能力量產(chǎn)5nm的廠商。最近，該公司宣布其5nm開始量產(chǎn)，并搶下了高通和英偉達(dá)的訂單。不過，業(yè)界普遍認(rèn)為，三星晶圓代工的5nm產(chǎn)能及良率在下半年仍然難以追上臺(tái)積電，臺(tái)積電有信心成為今年唯一能提供5nm量產(chǎn)的晶圓代工廠。近期，三星新款處理器Exynos 1000曝光了。與三星其他處理器不同，這款產(chǎn)品采用了RDNA GPU技術(shù)，RDNA GPU技術(shù)是去年6月AMD授權(quán)給三星的，用以取代現(xiàn)有的Maili GPU。據(jù)悉，Exynos 1000將會(huì)在今年底或明年初發(fā)布，采用5nm制程工藝。今年4月，谷歌正式宣布和三星打造自研芯片，據(jù)外媒Axios報(bào)道，谷歌自研的SoC已經(jīng)流片，將有望在Pixel系列手機(jī)上使用。這顆芯片代號(hào)叫“Whitechapel”，搭載的是8核CPU，采用三星5nm制程工藝。另外，高通的5G芯片訂單，特別是基帶芯片X60，除了由臺(tái)積電代工之外，還有一部分交由了三星生產(chǎn)。今年是5nm制程量產(chǎn)元年，明年將會(huì)實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模的量產(chǎn)。到了2022年，除了以上提到的，還將會(huì)有更多的先進(jìn)芯片涌現(xiàn)，由于產(chǎn)能相對(duì)稀缺，到時(shí)候，臺(tái)積電和三星的爭(zhēng)奪戰(zhàn)肯定更加有看頭。
|
