关于摩尔定律那些事，7nm是终点站吗？

摩尔定律是什么?为什么引众多半导体厂商竞相竞技、追逐。摩尔定律是由英特尔(Intel)创始人之一戈登·摩尔(Gordon Moore)提出来的。其内容为：当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。换言之，每一美元所能买到的电脑性能，将每隔18-24个月翻一倍以上。这一定律揭示了信息技术进步的速度。

尽管这种趋势已经持续了超过半个世纪，摩尔定律仍应该被认为是观测或推测，而不是一个物理或自然法。预计定律将持续到至少2015年或2020年 。然而，2010年国际半导体技术发展路线图的更新增长已经放缓在2013年年底，之后的时间里晶体管数量密度预计只会每三年翻一番。

Intel、三星、台积电在10nm领域较劲的时候，蓝色巨人携测试版的7nm芯片强势到来，据悉，相较10nm，使用7nm制程后的面积将所缩小近一半，但同时因为能容纳更多的晶体管(200亿+)，效能也会提升50%，从而制造出世界上最强大的芯片。尽管是仍在测试阶段，若能够量产，无疑是令人振奋的消息。听到这个消息台积电也坐不住了，刚在日前宣布在2017年量产10nm芯片，现在更进一步表示，7nm芯片的生产将在2018年开始，接下来 Intel该着急了。下面一起盘点一下摩尔定律引发的半导体厂商之间的争夺战。

1、Intel：更新节奏延缓

英特尔本周发布了其芯片产品制造计划和更新，从未来的规划来看，英特尔引入全新的制造工艺，推出体积更小、速度更快的晶体管所需要的时间周期已经开始变长。英特尔首席执行官Brian Krzanich本周三表示，英特尔计划在2017年下半年推出第一款10nm工艺的处理器。目前英特尔还没有具体的生产计划，而许多观察家都认为要等到明年某个时候才会正式投产。

为了弥补这一延迟所带来的影响，英特尔还公布了一份全新的芯片产品设计路线图，而在明年下半年之前，将会继续使用14nm工艺生产产品。虽然10nm 工艺产品要在2017年才问世，但是现在英特尔已经开始了测试。而目前包括PC硬件厂商们也不确定未来将会发生什么。“客户的反馈让人无法预测，这与掌握最先进的技术一样重要。”Krzanich说道。

2、台积电： 2017年初量产10nm芯片，2018年生产7nm芯片

台积电最初计划今年初量产16nm FinFET工艺，但因为不知道什么原因推迟了，据说甚至要到年底才能量产，而那边的三星14nm FinFET早已经量产，不但产出了自家的强大八核Exynos 7420，还吸引了高通、索尼、AMD、NVIDIA等大客户纷纷投奔。

台积电坐不住了，发布声明称16nm工艺量产的推迟和良品率毫无关系，事实上良品率已经接近成熟水平，甚至能与20nm相媲美了。台积电的新工艺分为 16nm FinFET、16nm FinFET+两个版本，内部命名分别是CLN16FF、CLN16FF+。它们将沿用20nm工艺的后端互连架构，并加入FinFET立体晶体管技术，号称性能可比20nm提升最多40%，同频下功耗则能分别下降最多15%、30%。台积电表示，16nm工艺将于第三季度量产。

近日，在英特尔宣布10nm工艺制程推迟到2017下半年量产之后，近日根据台湾媒体《电子时报》的报道，台积电表示10nm工艺制程仍在按照计划进行中。台积电称将从明年年末开始生产少量10nm处理器，而大规模量产则要等到2017年初，现在更进一步：7nm芯片的生产将在2018年开始虽然这意味着在10nm工艺制程上台积电将领先于英特尔，不过考虑到iPhone 7预计将于明年年下半年发布，因此iPhone 7将赶不上配备10nm处理器。

3、三星：从目前来看在10nm FinFET芯片制造上处于领先地位

从目前来看，三星在10nm FinFET芯片制造上出于领先地位，不过TSMC也在努力迎头赶上。传台积电2017年初开始大规模生产10nm处理器，并且与三星采用同样的技术。今年，三星将与台积电共同为苹果制造A9处理器。尽管两家公司的其它客户也可受益于此，但苹果仍然是它们最重要的客户，预计该公司将在未来数月到数年的时间里保持破纪录的iPhone 销量。业内观察家表示，谁先能够稳定供应10nm芯片，就会拿到苹果未来iPhone合约的大头。据估计，与14nm FinFET工艺相比，新芯片将提速20%、并节能40%。“iPhone 6s”有望配备14nm FinFET芯片，而明年的“iPhone 7”和2016 iPads则会用上 10nm的A10系列处理器。

从目前来看，三星在10nm FinFET芯片制造上出于领先地位

4、IBM：7纳米测试芯片

2015年7月，IBM爆出了一个大新闻——他们做出了7纳米芯片，利用的材料是硅锗而不是硅。从国外报道了解到，由IBM研究院牵头的合作伙伴 GlobalFoundries， 三星电子及纽约州立大学(SUNY)理工学院的纳米科学和工程学院(SUNY Poly CNSE)共同协作，日前宣布已经制造出半导体行业首款配置功能性晶体管的7纳米节点测试芯片。据悉，该项突破性成果，具备了在指甲盖大小的芯片上放置 200亿只晶体管的能力。而芯片能够为各种智能设备提供计算能力，小到智能手机，大到宇宙飞船。

为了实现7纳米技术能够达到的更高性能、更低能耗和更强的扩展能力，由IBM研究院联盟引领的全新半导体工艺和技术需要众多的业界一流的创新技术，其中包括闻名遐迩的锗化硅(SiGe)通道晶体管和极紫外线(EUV)光刻技术。将这款芯片发展成熟可能要依赖GlobalFoundries，这家工厂刚刚完成对IBM几家工厂的收购。

5、GlobalFoundries：14nm芯片产能比肩三星

据外媒KITGURU消息，7月15日，格罗方德(GlobalFoundries)半导体公司他们已经开始使用14nm FinFET(14LPE)工艺为它们的客户量产芯片。格罗方德表示它们的14nm半导体产能可以比肩三星(Samsung Foundry)。格罗方德的发言人Jason Gorss表示，他们的14nm爬坡量产已经步入正轨，产能可以等同于盟友三星。格罗方德没有透露他们每个月能使用14nm LPE工艺生产出多少块晶圆，但该公司表示，用于14nm FinFET工艺商业生产的部分重要设备已经安装好。格罗方德在2014年获得三星的14LPE和14LPP制作工艺授权，如果格罗方德现在的14nm产能已经等同于三星，这意味着它们实际上已做得比三星更好。

总结：

目前14nm是实现量产的尺寸最小的一代。14nm之后是10nm，10nm之后是7nm。每一代，都被认为要具有更小的特征尺寸。一切顺利、上帝垂青的话，那些更小的晶体管组成的电路可能会比上一代运行的更快、功耗更小。芯片制造商正在与物理定律斗争，但是他们的时间轴也要取决于工艺的经济效益—— 很多因素，例如良品率(即生产的芯片中能够正常工作的)和利用晶圆生产芯片过程中的工艺步骤。