工艺制程都是14nm,中芯国际追上英特尔了吗?

12月8日点开半导体某行业大号,一个关于中芯国际的好消息扑面而来,题目如下图。

说实话,仅看标题就很振奋,中芯国际的工艺制程竟然已追上英特尔,老五追上老大,这速度可以!对英特尔来说,工艺制程被台积电接连甩开,芯片性能被AMD一再吊打,曾经的好伙伴苹果也甩手而去,2020年不顺心的日子随手抓起来就是一大把,现在又添上中芯国际,日子真有种没法过的味道。

然而,点开标题却是“该内容已被发布者删除”。

白高兴无疑了。

作为行业媒体,不可能空穴来风,一定有什么蛛丝马迹引发了猜想。查了查,还真有。12月4日,有投资者在互动平台向中芯国际提问“请问近来公司7nm产品生产研发进展如何?在国内外将产生怎样的影响?”

不买股票的可能无法理解这句话背后的心情,尤其对中芯国际IPO上市第一天就上车的股民,7nm工艺面世意味着在山顶站岗的日子终于要结束了,毕竟台积电5nm工艺制程刚投产,7nm大规模量产,中芯国际7nm工艺面世的话,和台积电的差距缩小,公司估值将进一步提升。

然而现实比较骨感。

公司的回答是,第一代FinFET(鳍状晶体管)14nm在2019年四季度进入量产,第二代FinFET已进入小量试产。

回答中的“第二代FinFET”很容易引起联想,也是媒体报道容易出错的地方。因为“第二代FinFET”就是中芯国际下一代“N+1”工艺。在公司2019年第四季度财报会议上,梁孟松博士透露的N+1信息为,在功耗和稳定性方面,N+1和7nm工艺非常相似。

换句话说,“第二代FinFET”等于“N+1”约等于7nm,也就是“第二代FinFET”约等于7nm。联系到英特尔的工艺制程目前最高是10nm,所以结论就是:中芯国际工艺已追上英特尔。

上面结论的逻辑看起来丝丝入扣,实际是大错特错,因为台积电的X nm和英特尔的X nm完全是两码事,直接套数字会驴唇不对马嘴。

英特尔14nm+++工艺制程和台积电7nm工艺制程,在数字上差出一倍,看起来后者应该更厉害才是,然而电子显微镜下,两种工艺制造的晶体管栅格仅差2nm,英特尔14nm+++的晶体管栅格宽度为24nm,台积电7nm的晶体管栅格宽度为22nm。

说实话,不到9%的差距,说7nm是14nm++++都有点勉强。考虑到英特尔的14nm+++是14nm++的小改款,而14nm++相对于14nm、14nm+也是挤牙膏产品,所以台积电的7nm和英特尔的14nm相比,优势不会太大,这也是英特尔一直不服台积电的原因,有机会就强调比工艺制程先进与否,别比什么Xnm,有本事比晶体管密度。

为何芯片制造工艺标准会如此混乱?答案和代工企业的宣传策略有关。

在台积电的对外宣传中,7nm制程工艺有三个版本,一种是初代7nm,由DUV(深紫外)光刻机制造,俗称N7,改良自10nm,第二种是N7的升级版,仍使用DUV光刻机,俗称N7P,第三种是真正的7nm,首次引入EUV(极紫外)光刻机制造,即N7+。

骁龙855、麒麟980的工艺采用N7,骁龙865采用N7P,麒麟990则采用N7+。当时高通华为为争抢7nm首发,抢得头破血流,就和7nm的宣传噱头有关,但没有EUV光刻机加持的7nm都是10nm的各种马甲改良版,原因很简单,ASML最先进的DUV光刻机TWINSCAN NXT:2000i的分辨率,最高只能到38nm。

但普通用户不知道这些太专业的东西,以为只要是7nm就是好,于是用户、商家、代工厂皆大欢喜。

总之,英特尔的14nm和台积电的第一代7nm差距微乎其微。真正让台积电拉开与英特尔工艺制程差距的,是EUV光刻机制造的7nm。英特尔14nm工艺的晶体管密度大约是0.373亿个/平方毫米,10nm工艺的则增加了1.7倍,达到1.008亿个/平方毫米,与台积电EUV 7nm(第三代7nm工艺)的相当。

中芯国际的技术人才班底来自台积电,梁孟松有过台积电、三星任职经历,所以“N+1”也就是14nm+,工艺制程应该略高于台积电的16nm,显然和英特尔的14nm是完全不能比的,毕竟英特尔的14nm相比台积电的第一代7nm,差距都不算大。

前面的信息还提到,中芯国际的回复中有“第二代FinFET”字样,由于芯片的性能与晶体管结构和工艺制程有直接关系,那么第二代FinFET是否意味着可以和英特尔掰掰手腕呢?答案是也不行。

英特尔的FinFET和中芯国际的FinFET有所不同,是自成一家,不对外授权,而且目前英特尔已经应用到第三代FinFET,仅代数上就要更高一级。

梁孟松(左一)

正因为如此,梁孟松对对N+1和7nm的界定是,在功耗和稳定性方面非常相似,而不是相同,也没有提及性能,这种措辞其实已经给出了谁更强的答案。英特尔虽然近年来在挤牙膏,但芯片大户的家底还是在的。

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本文源自头条号:魔铁的世界

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