臺(tái)積電5nm測(cè)試芯片良率已達(dá)80％：明年上半年大規(guī)模量產(chǎn)

IEEE IEDM大會(huì)上，臺(tái)積電官方披露了5nm工藝的最新進(jìn)展，給出了大量確鑿數(shù)據(jù)，看起來(lái)十分的歡欣鼓舞。

臺(tái)積電

5nm將是臺(tái)積電的又一個(gè)重要工藝節(jié)點(diǎn)，分為N5、N5P兩個(gè)版本，前者相比于N7 7nm工藝性能提升15％、功耗降低30％，后者在前者基礎(chǔ)上繼續(xù)性能提升7％、功耗降低15％。

臺(tái)積電5nm將使用第五代FinFET晶體管技術(shù)，EUV極紫外光刻技術(shù)也擴(kuò)展到10多個(gè)光刻層，整體晶體管密度提升84％—;—;7nm是每平方毫米9627萬(wàn)個(gè)晶體管，5nm就將是每平方毫米1.771億個(gè)晶體管。

臺(tái)積電稱5nm工藝目前正處于風(fēng)險(xiǎn)試產(chǎn)階段，測(cè)試芯片的良品率平均已達(dá)80％，最高可超過(guò)90％，不過(guò)這些芯片都相對(duì)很簡(jiǎn)單，如果放在復(fù)雜的移動(dòng)和桌面芯片上，良品率還做不到這么高，但具體數(shù)據(jù)未公開(kāi)。

具體來(lái)說(shuō)，臺(tái)積電5nm工藝的測(cè)試芯片有兩種，一是256Mb SRAM，單元面積包括25000平方納米的高電流版本、21000平方納米的高密度版本，后者號(hào)稱是迄今最小的，總面積5.376平方毫米。

二是綜合了SRAM、CPU/GPU邏輯單元、IO單元的，面積占比分別為30％、60％、10％，總面積估計(jì)大約17.92平方毫米。

按照這個(gè)面積計(jì)算，一塊300mm晶圓應(yīng)該能生產(chǎn)出3252顆芯片，良品率80％，那么完好的芯片至少是2602個(gè)，缺陷率1.271個(gè)每平方厘米。

當(dāng)然，現(xiàn)代高性能芯片面積都相當(dāng)大，比如麒麟990 5G達(dá)到了113.31平方毫米。

按照一顆芯片100平方毫米計(jì)算，1.271個(gè)每平方厘米的缺陷意味著良品率為32％，看著不高但對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)試產(chǎn)階段的工藝來(lái)說(shuō)還是完全合格的，足夠合作伙伴進(jìn)行早期測(cè)試與評(píng)估。

另外，AMD Zen2架構(gòu)每顆芯片(八核心)的面積約為10.35×7.37＝76.28平方毫米，對(duì)應(yīng)良品率就是41％。

臺(tái)積電還公布了5nm工藝下CPU、GPU芯片的電壓、頻率對(duì)應(yīng)關(guān)系，CPU通過(guò)測(cè)試的最低值是0.7V、1.5GHz，最高可以做到1.2V 3.25GHz，GPU則是最低0.65V 0.66GHz、最高1.2V 1.43GHz。當(dāng)然這都是初步結(jié)果，后續(xù)肯定還會(huì)大大提升。

臺(tái)積電預(yù)計(jì)，5nm工藝將在2020年上半年投入大規(guī)模量產(chǎn)，相關(guān)芯片產(chǎn)品將在2020年晚些時(shí)候陸續(xù)登場(chǎng)，蘋果A14、華為麒麟1000系列、AMD Zen4架構(gòu)四代銳龍都是妥妥的了，只是據(jù)說(shuō)初期產(chǎn)能會(huì)被蘋果和華為基本吃光。