近日，多款采用4nm制程芯片的手機，被用戶吐槽存在發(fā)熱量高和功耗高等方面的問題。據(jù)了解，此次涉嫌功耗過熱的三款頂級手機芯片，分別是高通驍龍8 Gen 1、三星Exynos 2200、聯(lián)發(fā)科天璣9000，均為目前各廠商高端芯片的代表。同時，天璣9000的生產(chǎn)商為臺積電，Exynos 2200和驍龍 8 Gen 1的生產(chǎn)商三星，為排名前兩位的芯片代工制造商。
去年，高通正式推出了驍龍8 Gen1以及驍龍7 Gen1處理器，都是基于4nm打造的全新手機芯片，主要針對旗艦以及中端手機市場，但礙于豬隊友三星4nm工藝的不成熟，導(dǎo)致這兩款芯片在市場上并不受待見，而驍龍7 Gen1更是只出了兩款機型。
但最新消息顯示，高通或有意開發(fā)全新基于4nm工藝制程的低端芯片組，以全面接替驍龍600系列芯片組。目前，關(guān)于驍龍6 Gen1的參數(shù)遭到曝光，其完整規(guī)格和參數(shù)已經(jīng)出現(xiàn)在網(wǎng)上，這款芯片或?qū)⑷娼y(tǒng)治低端機市場。
根據(jù)已有信息，驍龍 6 Gen 1 將基于 4 nm工藝制造，型號為 SM6450，采用高通 Kyro CPU，頻率最高可達 2.2GHz。此外，驍龍 6 Gen 1 還支持 USB 3.1 和高達 12GB 的 LPDDR5 內(nèi)存，頻率高達 2750MHz。在網(wǎng)絡(luò)方面，該芯片組將采用驍龍 X62 5G 基帶，提供 5G 毫米波和 6GHz 以下頻段支持。這款芯片支持高達 FHD + 分辨率的 120Hz 刷新率顯示屏，WiFi 方面將支持高通 FastConnect 6700 WiFi 6E，并且還將支持藍牙 5.2。
在攝像頭方面，該芯片支持 1300 萬像素的三攝像頭組合、2500 萬 + 1600 萬像素的雙攝像組合，以及 4800 萬像素的單攝像頭，還將支持 30FPS 的 4K HDR 視頻拍攝和 270p 分辨率、240FPS 的慢動作視頻拍攝。據(jù)悉，驍龍6 Gen1可能會隨驍龍8 Gen2芯片組一起推出，而驍龍8 Gen2將可能于年底正式到來，該芯片將同樣由臺積電代工，采用4nm制程工藝打造，并將繼續(xù)采用1+3+4的三叢集架構(gòu)設(shè)計，CPU將由一顆超大核，三顆大核以及四顆高能效核組成，而超大核可能是ARM Cortex X系列。
未來芯片制程仍將繼續(xù)向3nm甚至2nm延伸，人們也在積極考慮如何解決漏電流所導(dǎo)致的功耗與發(fā)熱問題，包括更換新材料、采用新架構(gòu)——GAA(環(huán)繞式柵極)結(jié)構(gòu)等，以期打破長久以來存在的漏電“魔咒”。
在材料方面，趙超介紹，采用具有高介電常數(shù)的柵介質(zhì)材料替代原本的二氧化硅材料，可有效解決短溝道效應(yīng)造成柵極漏電的問題。而二氧化鉿屬于高介電常數(shù)的材料，以二氧化鉿來替代二氧化硅作為柵介質(zhì)材料，可有效提高介電常數(shù)，減少漏電情況，并有效增加電容荷電的能力。
8月30日，臺積電總裁魏哲家在2022年臺積電技術(shù)論壇上表示，3nm即將量產(chǎn)，時間就在2022年下半年。
受到疫情影響，臺積電技術(shù)論壇已經(jīng)有兩年未曾舉辦，時隔兩年重新舉辦的論壇帶來了臺積電3nm芯片的最新進展。
“如果有手機的客戶當下采用3nm芯片，明年產(chǎn)品就能問世。”臺積電副總監(jiān)陳芳在今年8月18日2022南京世界半導(dǎo)體大會的間歇上對經(jīng)濟觀察報表示。
9月1日，三星電子對經(jīng)濟觀察報表示，期待在2024年實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，目前該計劃正照常推進。
3nm是目前芯片的一種工藝制程，指芯片中一根晶體管源極和漏極(通俗指的電路正負極)之間的距離，電子像水流一樣從源流到漏，中間僅有納米級的間距，而一塊先進工藝芯片內(nèi)，通常有數(shù)億個的晶體管且排布復(fù)雜，越先進的工藝生產(chǎn)，芯片越微縮、晶體管越密集，芯片的性能也越強。
由于在22nm節(jié)點上引用FinFET技術(shù)，將晶體管以3D形式排步，芯片的工藝無法只用納米來衡量，但業(yè)內(nèi)仍保留了這個稱呼。
量產(chǎn)終點逼近，圍繞3nm節(jié)點，全球巨頭們的競賽正在激烈進行。
臺積電壟斷了全球75%以上的晶圓代工先進工藝市場，在先進制程上，客戶無法找到臺積電的替代品，這也賦予了臺積電更強的議價能力，如今在3nm上，三星電子是最有希望做出臺積電競品的公司，這讓客戶有了第二個選擇。三星電子背后的韓國政府，正在對半導(dǎo)體制造業(yè)給予更多資金和技術(shù)的支持。
在上述兩家巨頭外，英特爾也計劃重返3nm戰(zhàn)場，英特爾在今年4月表示，Intel3(約合7nm)將于2023年下半年量產(chǎn)。該公司的新任首席執(zhí)行官基辛格上任后，啟動了IDM2.0計劃，試圖重返半導(dǎo)體代工業(yè)務(wù)。
臺積電在財報會中稱3nm是一個龐大而持久的節(jié)點。
在摩爾定律的主導(dǎo)下，芯片制程延著14nm-7nm-5nm-3nm的路徑不斷迭代，在相當長的時間中，這似乎是一個顛撲不破的產(chǎn)業(yè)規(guī)律。
但3nm這一節(jié)點呈現(xiàn)了不同的特征，這個節(jié)點的研發(fā)和生產(chǎn)的成本極高，這也增加了供應(yīng)商和客戶的風險，所有的玩家極力地在先進技術(shù)與成本之間尋求平衡。而其所處的半導(dǎo)體行業(yè)則處于周期拐點之上，消費電子下行，智能手機對先進芯片的牽引力出現(xiàn)不足。
6月13日，長電科技同樣表示，公司一直與不同的晶圓廠在先進制程的硅節(jié)點上進行合作并與行業(yè)內(nèi)大客戶開展相關(guān)技術(shù)研發(fā)和項目開發(fā)，現(xiàn)已具備5/7nm晶圓制程的量產(chǎn)能力并支持客戶完成了高性能運算芯片和智能終端主芯片產(chǎn)品的量產(chǎn)。
這三大企業(yè)的封測能力早就進入到了5nm，昨天長電科技在互動平臺表示，公司已經(jīng)可以可以實現(xiàn)4nm手機芯片封裝，以及CPU，GPU和射頻芯片的集成封裝。
在芯片的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，有三個主要環(huán)節(jié)，分別是設(shè)計、制造、封測。以前的芯片企業(yè)，需要自己搞定這三個環(huán)節(jié)。但現(xiàn)在眾多的芯片企業(yè)，均只負責中間的一個環(huán)節(jié)，大家分工合作。
比如蘋果設(shè)計芯片，臺積電制造芯片，長電科技封測芯片，大家分工合作。由于是分工合作的，所以廠商們競爭就非常激烈，誰的技術(shù)最牛，誰的訂單就不斷。比如制造方面，臺積電最牛，所以它一家就拿下了全球55%+的代工訂單。而在封測上面，臺灣省的日月光最牛，所以它全球第一家，一家就拿下了全球30%左右的封測訂單，關(guān)鍵是日月光的很多技術(shù)非常領(lǐng)先。
不過好在，中國大陸的封測企業(yè)，也是相當爭氣的。全球Top10的封測企業(yè)中，中國有3家上榜，分別是長電科技，通富微電、華天科技，分別位列全球第3、5、6名。
從技術(shù)上來看，大家相差不是特別遠，去年的時候，三家廠商就表示，已經(jīng)能夠封測5nm的芯片，與全球頂尖水平基本一致。
而近日，長電科技在自己的官微上發(fā)文表示，公司在先進封測技術(shù)領(lǐng)域又取得新的突破，已經(jīng)實現(xiàn)4納米(nm)工藝制程手機芯片的封裝，以及CPU、GPU和射頻芯片的集成封裝。
目前三星表示已經(jīng)量產(chǎn)3nm芯片，但3nm芯片還沒有真正的亮相。所以4nm芯片就是最先進的硅節(jié)點技術(shù)，而手機芯片又是4nm芯片中最具代表性的，比如高通驍龍8+、天璣9000等，都是4nm工藝。
所以長電科技表示能夠封測4nm手機芯片，也就意味著其封測技術(shù)達到了最頂尖的水平了?
當然，封測達到4nm，大家也不必太高興，畢竟封測是這三個環(huán)節(jié)中門檻最低的，又不是制造達到了4nm，如果制造達到了4nm，那就是真的牛了。
近期中國芯片企業(yè)在4nm封裝技術(shù)上的突破，讓各方議論紛紛，認為最關(guān)鍵的還是芯片制造工藝的突破，4nm封裝技術(shù)的突破沒有太大意義，顯然這是一個錯誤的看法，對于中國芯片制造來說這是一條由易及難的捷徑，最終實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈突破。
封裝技術(shù)其實也是芯片制造的一個重要環(huán)節(jié)，它需要將芯片從一整片晶圓中挑選出合格的芯片，然后再將這些芯片與外部電路連接起來，這樣芯片才能正常工作，然而如隨著工藝的提升，晶體管越來越小，晶圓的導(dǎo)線間距也越小，其技術(shù)難度也是越來越大。
國產(chǎn)的4nm芯片封裝技術(shù)還是一項多維異構(gòu)芯片封裝技術(shù)，即是將多種類型的芯片封裝在一起，如此更考驗封裝企業(yè)的技術(shù)，封裝企業(yè)需要熟悉不同芯片的構(gòu)造，了解不同芯片的電氣性能，在準確實現(xiàn)不同芯片的互聯(lián)互通同時確保兼容性，這更是一項高難度的技術(shù)。
芯片封裝還是向先進工藝發(fā)展的途徑之一，中國臺灣的芯片產(chǎn)業(yè)如今已居于全球頂尖水平，然而早年它們也是從封裝技術(shù)開始，通過接收美國芯片的封裝業(yè)務(wù)外包，逐漸了解芯片的構(gòu)造，積累技術(shù)和人才，然后再進入芯片制造。
封裝已成為芯片產(chǎn)業(yè)鏈的一大產(chǎn)業(yè)，全球前十大封裝企業(yè)中有九家位居亞洲，中國大陸和中國臺灣更是占據(jù)了其中的大多數(shù)，如今美國芯片行業(yè)也已認識到封裝技術(shù)的重要性，正計劃重新拾起封裝產(chǎn)業(yè)，這也體現(xiàn)了封裝環(huán)節(jié)的重要性。
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