根據DIGITIMES Research調查顯示,今年第三季全球智能手機應用處理器(AP)出貨預估將達4.5億套,相較第二季季成長達18.7%。隨著蘋果、華為等領先品牌旗艦新機發布在即,其中搭載7納米制程的高階AP出貨比重將迅速拉升,一舉突破10.5%。
受惠蘋果最新iPhone發表日近,帶動其自主芯片備貨動能強勁,成為第三季全球7納米智能手機AP出貨比重快速拉升主因。非蘋陣營由華為海思領軍,旗下首款7納米AP麒麟980將搭載于華為旗艦機種Mate 20系列,同步推升7納米AP出貨量。
高通、三星7納米及同級制程AP進度預計于第四季啟動備貨周期,明年第一季搭載之終端手機才會亮相。DIGITIMES Research預估,因主要業者產品到位,全球7納米智能手機AP出貨比重將于第四季進一步抬升至18.3%,超越10納米制程。
DIGITIMES Research的IC設計產業分析師胡明杰表示,日前臺積電雖遭受機臺中毒影響,損失部份應有產能,其中包含7納米制程智能手機AP,然臺積電緊急應變及資源調配得當,預估第4季7納米制程比重超越10納米趨勢不變,蘋果及海思仍為7納米AP主要貢獻者。
此外,具人工智能加速器的智能手機AP出貨比重攀升。DIGITIMES Research預估第三季搭載AI加速器智能手機AP出貨比重將上升至29.8%,并于第四季正式突破3成。
目前執行AI加速的解決方案主要分為硬件加速與軟件加速兩大陣營。硬件加速以蘋果、海思為代表,在AP中針對類神經網路演算法進行硬件客制,及增添硬件NPU(Neural Processing Unit)單元;軟件加速則以高通、聯發科為首,以異構運算的方式在現有或客制化影像處理單元中處理AI任務。
三大代工廠的7nm進展
制程工藝發展到現在,只有臺積電、格芯和三星三家進入到7nm。而各自也有不同的進展和技術。
臺積電方面,在今年六月舉辦技術研討會,CEO魏哲家表示7nm制程的芯片已經開始量產。他表示,7nm的量產將使臺積電12寸晶圓的總產能達到120萬片,比2017年的105萬片提升9%。雖然沒有詳細說明具體的7nm訂單和客戶,但他表示到2018年底將有超過50個產品完成設計定案(Tape out)。其中,AI芯片、GPU和礦機芯片占了大部分的產能,其次是5G和應用處理器(AP)。
據報道,與16nm工藝相比,臺積電7nm工藝的性能將提升35%,或者功耗降低65%,芯片密度達到3倍水平。
臺積電的第一代7nm工藝沒有使用EUV光刻工藝,N7+節點才會用上EUV光刻機,不過這個是制造過程的改變,N7+工藝的性能沒什么變化,晶體管密度提升大概20%,功耗降低10%。
此外,N7+工藝雖然目前的良率不錯,但是還有一些關鍵單元要到今年底或者明年初才能搞定,完整用于N7+工藝的EDA工具大概要等到8月份。
來到格芯,該公司CTO Gary Patton最近表示,GF公司也會在2018年底推出7nm工藝,2019年大規模量產。GF的7nm處理器是他們自己開發的,高性能處理器頻率可上5GHz,這對AMD來說是件好事。
根據格芯公布的數據,他們的7nm工藝相比14nm工藝可以在同樣的功耗下提升40%以上的性能,或者同樣的性能下減少60%的功耗,同時在核心成本上低了30%。
至于三星方面,他們在技術論壇上面表示,其7nm EUV工藝的風險試產將在年底啟動。考慮到風險試產到最終量產大約要維持1年的時間,所以年底和明年初的Exynos和驍龍芯片將暫時無緣7nm EUV。
三星的7nm EUV(極紫外光刻),就是使用波長13.5nm的紫外線(波長范圍是10~400nm)取代現在的193nm ArF(氟化氬)浸沒式光刻,從而使得晶體管更加精密。據透露,三星7nm EUV的柵極間距是54nm,鰭片間距是27nm,前者居然只是Intel 10nm的水平。三星稱,新工藝晶體管的性能將比去年首秀時最多提升20%,功耗最多下降50%。