TechNews
2020年08月26日
作者 黃 敬哲
台積電近日在線上研討會上透露了有關於先進製程的大量資訊，目前剛量產的 5 奈米製程良率正迅速趕上 7 奈米，對於蘋果 A14X 晶片以及 AMD Zen 4 處理器都是非常好的消息。
通常半導體製程良率是隨著時間而下降，並獲得更高的產量，也就是學習曲線的概念。不過台積電表示，儘管 5 奈米是更先進的製程，但學習曲線表現比 7 奈米更好，使量產非常順利，而 5 奈米強化版製程 N5P 也即將於明年開始量產，性能將再度提高 5%，或功耗降低 10%。
基本上只要缺陷數低於 0.5 / cm 2 就算是合格的良率，目前已相當成熟的 7 奈米製程良率為 0.09 / cm 2，但才剛量產不久的 5 奈米製程就已達到了 0.1 / cm 2，顯示出比過往更好的學習曲線，這可能主是得益於 EUV 技術的應用，減少了製程步驟，原本需要 4 步 DUV 如今 EUV 能一次完成，降低了生產風險，如此下一季 5 奈米良率就將比 7 奈米更好。
目前來看 5 奈米將會給台積電帶來更強的競爭力，不僅如此，台積電還提供了最新 N4 製程的預覽，N4 除了通過減少掩模層來簡化製程外，還提供了一條直接遷移路徑，可以全面相容 5 奈米設計生態，預期將於明年底試產，2022 年實現量產。
而台積電下一代的 N3 製程將成為世界上最先進的邏輯技術，又會再度出現性能的飛躍與5 奈米相比將實現全節點的技術進步，性能再度提高15%、功耗降低 30%、邏輯密度提高 70%。但值得注意的是，3 奈米仍然會是 FinFET，這點倒是令市場相當意外，預計要到 2 奈米才會採用 GAA。
當然面對質疑，台積電也表示，經過與客戶的協商，3 奈米製程預期的成本及性能表現已受到廣泛的支持。儘管三星宣稱在 3 奈米將使用 GAA，但台積電仍相當胸有成竹。當然台積電仍在持續探索 3 奈米以下的技術，例如奈米碳管等新材料的應用，不過目前來看單一晶體管的性能提升已漸趨有限，需要更好的設計才能達到更高的效率。
相關連結：https://technews.tw/2020/08/26/more-and-better-tsmc-5nm-yield-rate-is-higher-than-7nm/
【免責聲明】
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內容性、文字闡述和原創性未經本站證實，對本文章及全部或部分內容、真實性、完整性、及時性本站不作任何保證或承諾，僅供讀者參考，請自行核實相關內容。
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59 Alley 21 Lane 279, Chung Cheng Road, Yung Kang City, Tainan, TAIWAN
TEL:886-6-2323927 FAX:886-6-2013306
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2020年8月26日 星期三
2020年8月21日 星期五
【產業新聞】台積電 7 奈米加持，新一代 WSE2 AI 晶片電晶體達 2.6 兆個
TechNews
2020年08月19日
作者 Atkinson
大家對於 2019 年由 Cerebras Systems 設計的 Wafer Scale Engine（WSE）AI 晶片應該記憶猶新，因為 WSE AI 晶片的面積達 4.6 萬平方公釐，幾乎與一整個 12 吋晶圓大小一樣。整合 40 萬個 AI 核心，1.2 兆個電晶體，是目前全世界最大的晶片。不過，這樣的紀錄要被打破了。打破紀錄的不是別人，就是 WSE AI 晶片自己，因為新推出的 WSE2 AI 晶片面積雖然沒有提升，但 AI 核心卻提升到 85 萬個，電晶體更是一口氣翻倍成長，達 2.6 兆個電晶體。
根據外電指出，開發出 WSE 系列 AI 晶片的 Cerebras Systems 是一家新興的 AI 晶片公司，其發展產品的邏輯不同於其他晶片公司，也就是為了滿足 AI 預算的高性能需求，因此放棄其他廠商晶片越小越好的思維，以盡可能生產大面積晶片為主。由於面積越大的晶片，其中能整合越多的核心與電晶體，其相對運算效能也越強，但也就提升了生產成本。2019 年 11 月份，該公司正式推出了 WSE 系列晶片的第一代，採用台積電 16 奈米製程，並以整個 12 吋晶圓來打造一個龐大的 AI 晶片。所以，WSE 系列晶片的第一代就整合了40 萬個 AI 核心，1.2 兆個電晶體，面積也高達 4.6 萬平方公釐。
雖然 WSE 系列晶片的第一代之後被順利生產出來，但是其造價不斐，可以想見的是會採購的單位或企業更是少之又少。最後，還是由美國政府旗下的美國國家科學基金會（NSF）出手相助，購買了兩套以 WSE AI 晶片為主的超級電腦 CS-1，總價約 500 萬美元（約新台幣 1.487 億元）。而有此價格推估每一個 WSE AI 晶片的價格約為 200 萬美元（約新台幣 6,000 萬元）。而就在之前採用了台積電 16 奈米製程的 WSE 系列晶片的第一代創造了奇蹟之後，現在新一代產品也問世。日前在年度的半導體盛會 Hotchips 32，正式發表了 WSE2 AI 晶片。雖然具體細節還沒有完全公布，但是因為採用了新一代的台積電 7 奈米製程，AI 核心數翻倍成長到了 85 萬個，而電晶體數量更是一口氣增加至 2.6 兆個。而在這樣的規格提升之下，運作效能也預計會大大的提升。
相較目前 7 奈米製程的最大晶片──NVIDIA 的 GA100 GPU，晶片面積達到 826 平方公釐，擁有 540 億個電晶體來說，Cerebras Systems 新發表的 WSE2 AI 晶片不但電晶體數或晶片面積都是龐然大物，預計售價也會非常高昂。以 NVIDIA 的 GA100 GPU 每個要賣到 20 萬美元來看，新發表的 WSE2 AI 晶片預計售價將可能是天價，誰會買單也引發大家的好奇心。
相關連結：https://technews.tw/2020/08/19/cerebrassystems-wafer-scale-engine/
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2020年08月19日
作者 Atkinson
大家對於 2019 年由 Cerebras Systems 設計的 Wafer Scale Engine（WSE）AI 晶片應該記憶猶新，因為 WSE AI 晶片的面積達 4.6 萬平方公釐，幾乎與一整個 12 吋晶圓大小一樣。整合 40 萬個 AI 核心，1.2 兆個電晶體，是目前全世界最大的晶片。不過，這樣的紀錄要被打破了。打破紀錄的不是別人，就是 WSE AI 晶片自己，因為新推出的 WSE2 AI 晶片面積雖然沒有提升，但 AI 核心卻提升到 85 萬個，電晶體更是一口氣翻倍成長，達 2.6 兆個電晶體。
根據外電指出，開發出 WSE 系列 AI 晶片的 Cerebras Systems 是一家新興的 AI 晶片公司，其發展產品的邏輯不同於其他晶片公司，也就是為了滿足 AI 預算的高性能需求，因此放棄其他廠商晶片越小越好的思維，以盡可能生產大面積晶片為主。由於面積越大的晶片，其中能整合越多的核心與電晶體，其相對運算效能也越強，但也就提升了生產成本。2019 年 11 月份，該公司正式推出了 WSE 系列晶片的第一代，採用台積電 16 奈米製程，並以整個 12 吋晶圓來打造一個龐大的 AI 晶片。所以，WSE 系列晶片的第一代就整合了40 萬個 AI 核心，1.2 兆個電晶體，面積也高達 4.6 萬平方公釐。
雖然 WSE 系列晶片的第一代之後被順利生產出來，但是其造價不斐，可以想見的是會採購的單位或企業更是少之又少。最後，還是由美國政府旗下的美國國家科學基金會（NSF）出手相助，購買了兩套以 WSE AI 晶片為主的超級電腦 CS-1，總價約 500 萬美元（約新台幣 1.487 億元）。而有此價格推估每一個 WSE AI 晶片的價格約為 200 萬美元（約新台幣 6,000 萬元）。而就在之前採用了台積電 16 奈米製程的 WSE 系列晶片的第一代創造了奇蹟之後，現在新一代產品也問世。日前在年度的半導體盛會 Hotchips 32，正式發表了 WSE2 AI 晶片。雖然具體細節還沒有完全公布，但是因為採用了新一代的台積電 7 奈米製程，AI 核心數翻倍成長到了 85 萬個，而電晶體數量更是一口氣增加至 2.6 兆個。而在這樣的規格提升之下，運作效能也預計會大大的提升。
相較目前 7 奈米製程的最大晶片──NVIDIA 的 GA100 GPU，晶片面積達到 826 平方公釐，擁有 540 億個電晶體來說，Cerebras Systems 新發表的 WSE2 AI 晶片不但電晶體數或晶片面積都是龐然大物，預計售價也會非常高昂。以 NVIDIA 的 GA100 GPU 每個要賣到 20 萬美元來看，新發表的 WSE2 AI 晶片預計售價將可能是天價，誰會買單也引發大家的好奇心。
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2020年8月10日 星期一
【產業新聞】台積電將稱霸晶圓代工 5 年，3D 封裝是未來新挑戰
TechNews
2020年08月09日
作者 中央社
台積電 5 奈米下半年將強勁成長，3 奈米預計 2022 年量產，並已研發 2 奈米，工研院產科國際所研究總監楊瑞臨認為，台積電製程 5 年內將稱霸晶圓代工業，3D 封裝是新挑戰。
全球晶片巨擘英特爾（Intel）7 奈米製程進度延遲，並可能釋出委外代工訂單；同時，手機晶片廠高通（Qualcomm）也傳出 5 奈米處理器可能自三星（Samsung）轉由台積電代工生產，讓台積電製程領先地位成為市場近期關注焦點。台積電繼 7 奈米製程於 2018 年領先量產，並在強效版 7 奈米製程搶先導入極紫外光（EUV）微影技術，5 奈米製程在今年持續領先量產，下半年將強勁成長，貢獻全年約 8% 業績。台積電 3 奈米製程技術開發順利，將沿用鰭式場效電晶體（FinFET）技術，預計 2022 年下半年量產，台積電有信心 3 奈米製程屆時仍將是半導體業界最先進的技術。
為確保製程技術持續領先，台積電 2019 年已領先半導體產業研發 2 奈米製程技術，台積電目前尚未宣布量產時間，不過，依台積電每 2 年推進一個世代製程技術推算，2 奈米可望於 2024 年量產。楊瑞臨分析，儘管台積電 2 奈米製程將自過去的 FinFET 技術，改採環繞閘極（GAA）技術，台積電 2 奈米製程仍可望維持領先地位，以目前情況看來，台積電製程技術將再稱霸晶圓代工業至少 5 年。只是製程微縮技術即將面臨物理瓶頸，且價格成本越來越高，楊瑞臨說，3D 堆疊先進封裝技術將更趨重要，相關設備與材料問題都有待解決，這也是台積電的新挑戰。楊瑞臨表示，台積電在先進封裝領域著墨多時，自 2016 年推出 InFO 封裝技術後，至 2019 年已發展至第 5 代整合型扇出層疊封裝技術（InFO-PoP）及第 2 代整合型扇出暨基板封裝技術（InFO_oS），並開發第 5 代 CoWoS。
此外，台積電開發系統整合晶片 SoIC，以銅到銅結合結構，搭配矽導孔（TSV）實現 3D IC 技術，將提供延續摩爾定律的機會。楊瑞臨認為，台積電在先進封裝領域仍將領先對手三星。外資並預期，先進封裝將是台積電築起更高的技術與成本門檻，拉大與競爭對手差距的關鍵。
相關連結：https://technews.tw/2020/08/09/tsmc-will-dominate-foundry-within-five-years/
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2020年08月09日
作者 中央社
台積電 5 奈米下半年將強勁成長，3 奈米預計 2022 年量產，並已研發 2 奈米，工研院產科國際所研究總監楊瑞臨認為，台積電製程 5 年內將稱霸晶圓代工業，3D 封裝是新挑戰。
全球晶片巨擘英特爾（Intel）7 奈米製程進度延遲，並可能釋出委外代工訂單；同時，手機晶片廠高通（Qualcomm）也傳出 5 奈米處理器可能自三星（Samsung）轉由台積電代工生產，讓台積電製程領先地位成為市場近期關注焦點。台積電繼 7 奈米製程於 2018 年領先量產，並在強效版 7 奈米製程搶先導入極紫外光（EUV）微影技術，5 奈米製程在今年持續領先量產，下半年將強勁成長，貢獻全年約 8% 業績。台積電 3 奈米製程技術開發順利，將沿用鰭式場效電晶體（FinFET）技術，預計 2022 年下半年量產，台積電有信心 3 奈米製程屆時仍將是半導體業界最先進的技術。
為確保製程技術持續領先，台積電 2019 年已領先半導體產業研發 2 奈米製程技術，台積電目前尚未宣布量產時間，不過，依台積電每 2 年推進一個世代製程技術推算，2 奈米可望於 2024 年量產。楊瑞臨分析，儘管台積電 2 奈米製程將自過去的 FinFET 技術，改採環繞閘極（GAA）技術，台積電 2 奈米製程仍可望維持領先地位，以目前情況看來，台積電製程技術將再稱霸晶圓代工業至少 5 年。只是製程微縮技術即將面臨物理瓶頸，且價格成本越來越高，楊瑞臨說，3D 堆疊先進封裝技術將更趨重要，相關設備與材料問題都有待解決，這也是台積電的新挑戰。楊瑞臨表示，台積電在先進封裝領域著墨多時，自 2016 年推出 InFO 封裝技術後，至 2019 年已發展至第 5 代整合型扇出層疊封裝技術（InFO-PoP）及第 2 代整合型扇出暨基板封裝技術（InFO_oS），並開發第 5 代 CoWoS。
此外，台積電開發系統整合晶片 SoIC，以銅到銅結合結構，搭配矽導孔（TSV）實現 3D IC 技術，將提供延續摩爾定律的機會。楊瑞臨認為，台積電在先進封裝領域仍將領先對手三星。外資並預期，先進封裝將是台積電築起更高的技術與成本門檻，拉大與競爭對手差距的關鍵。
相關連結：https://technews.tw/2020/08/09/tsmc-will-dominate-foundry-within-five-years/
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