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[导读]在很多网友的心目中,要提升芯片性能,就要推动芯片工艺的进步,比如从7nm到5nm,再到3nm,再到2nm。而过去的这些年,芯片厂商、晶圆厂商都是这么教育市场、教育消费者的,手机芯片、电脑从10nmn进步到7nm。

在很多网友的心目中,要提升芯片性能,就要推动芯片工艺的进步,比如从7nm到5nm,再到3nm,再到2nm。而过去的这些年,芯片厂商、晶圆厂商都是这么教育市场、教育消费者的,手机芯片、电脑从10nmn进步到7nm,再进步到5nm,再接着进入3nm。事实上,当芯片进入到3nm后,要再提升工艺到2nm,甚至到埃米级(1埃米=0.1nm)是非常困难的,因为成本太高了,所以各大芯片厂商们,也一直在探索不靠提升芯片工艺,来提升芯片性能。

前几天台积电、ARM、英特尔等10大芯片厂商成立的Chiplet联盟,其实也是这个目的,通过封装各和种不同工艺,不同厂商的小芯片粒,达到工艺不变,性能提升的目的。而在Chiplet联盟成立之外,台积电也办了另外一件事,那就是利用先进的3D封装技术,让7nm的芯片,比5nm还要强。3月3日,英国的AI芯片公司Graphcore发布了一款IPU产品Bow,采用的就是台积电7纳米的3D封装技术,也是全球首颗3D封装的芯片。这颗芯片的性能较上代提升了40%、功耗提升了16%,而单个封装中的晶体管数量超过了600亿晶体管。

按照业内人士的说法,如果这颗芯片采用5nm工艺,未必比现在强,也就是说在采用了3D封装技术后,7nm其实比5nm更强了。3D封装技术究竟是什么技术?我们知道以前的芯片封装时,都是单个Die(硅片)进行封装,要想芯片性能好, 要么Die(硅片)的面积更大,要么工艺再提升。

3D封装技术不一样,采用的是几块Die(硅片)垂直叠加在一起,搞几层一起封装成一颗芯片,这样减少了面积,减轻了重量,还提升了性能,因为单位面积内,Die的面积呈几倍增加,自然晶体管的数量也是成倍增加了。事实上,这也有一点像之前网上曝光的所谓的华为双芯片叠加技术,用两块14nm的芯片叠加起来,实现7nm芯片的性能。

这个更彻底一点,不是两颗芯片叠加,而是两块没封装的Die叠加,实现更强的性能,这远比封装成芯片后再叠加,强大的多,成本更低,性能更好,功耗也可控得多。而这颗芯片的诞生,也证明了芯片性能的提升并不一定要提升工艺,也可以升级封装技术,向先进封装转移。这无疑也是当前众多芯片厂商需要考虑和选择的另外一个方面了,特别是国内芯片工艺无法进步时,这种封装技术,更加重要。

3月初,台积电总部地区又遭遇了大规模的停电事故,有五百多万的家庭住户受到了影响。台积电总部所在地的新竹科学园区工厂也遭遇了停电。不过经过台积电的调查回应,对停电事故表示没有影响。

在这次短暂的停电事故中,台积电的生产线依然保持运转状态,生产并未大规模停摆。虽然这是一次有惊无险的停电事故,也已经透露出台积电所面临的问题不容忽视。

这次没有造成意外,但如果到了夏季用电高峰期,再加上台积电生产线全天候运转,大量的5nm芯片订单对电力的供给,能源的消耗都是非常巨大的。哪怕工厂停电几秒钟,也能可能导致正常运转的半导体设备失效,造成晶圆损坏。而台积电又是出了名的用电大户,2020年用去了160亿千瓦时的电量。尽管台积电建起了完善的供电系统,在工厂周边肯定也会有备用方案,可台积电也无法保证经历一次又一次的停电事故后还能安然自若。

据国外媒体报道,在制程工艺和良品率上领先的晶圆代工商台积电,近几年获得了苹果A系列芯片和M系列芯片的全部代工订单,苹果也连续多年是台积电的第一大客户。

英文媒体最新的报道显示,在2021年,台积电来自苹果订单的收入高达4054亿新台币,折合约143亿美元。

而台积电1月13日发布的财报显示,他们在2021年营收568.22亿美元,苹果的143亿美元,是贡献了他们去年全部晶圆代工收入的近26%。

从2016年的A10处理器开始,台积电就一直是苹果A系列处理器的独家代工商,苹果其后推出到M系列芯片,也是交由台积电代工。

苹果将A系列芯片和M系列芯片全部交由台积电代工,主要是得益于台积电领先的制程工艺和高良品率,台积电7nm、5nm等工艺量产之后,首批大客户都是苹果,产能中大部分,也是提前就被苹果所预订。目前台积电5nm工艺的主要客户,仍是苹果。

7nm、5nm等先进的制程工艺,代工价格也较高,加之可观的订单量,为台积电带来大量的营收,也在意料之中。

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