14nm PK 16nm，GlobalFoundries和台积电打响苹果A9保卫战

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在半导体业中，晶圆制造历来是一个高门槛产业，特别是针对移动芯片的先进工艺，只有少数几家玩家有资格进场。目前这个领域的主要玩家包括台积电、英特尔、三星、GlobalFoundries(以下简称GF)、联电、中芯国际等。其中联电、中芯国际在先进工艺领域特别是20nm以下的工艺发展速度较慢，这里暂且不做讨论。

在20nm工艺阶段，目前的情况是苹果A8芯片被台积电一家吃完。不过这个情况有可能会改变。最大的变数来自GF。去年爆出了GF与三星合作生产三星授权的14nm处理器。据了解，GF与三星的合作是全方位的，双方在技术、生产基地、接单上都进行互相合作。

GF前沿技术高级产品经理Shubhankar Basu

目前三星14nm FinFET工艺是在韩国器兴厂S1 Fab进行研发。GF有三大生产基地，其中新加坡厂是合并特许半导体而来，目前定义为40nm工艺以上、德国Dresden厂以28nm工艺为主，美国纽约州厂以20nm和14nm先进工艺为主。在与GF达成合作后，全球将有4个FinFET工艺生产据点。除韩国器兴厂外，还包括德州奥斯汀S2 Fab、南韩华城S3 Fab和美国纽约州Fab 8厂。

GF前沿技术高级产品经理Shubhankar Basu在最近接受《电子工程专辑》记者采访中表示，目前GF的14nm FinFET业务进展顺利，目标是在今年实现14nm的生产。GF和三星将采用同一个PDK来运行完全一样的处理器。因此，14nm的生产可交由两个芯片厂的其中任一家。根据此前的新闻报道，GF在美国纽约的Fab 8厂已经准备了6万片产能准备投向市场。

美国纽约的Fab 8厂成为第一个发货14nm FinFET的单一业务代工厂

关于14nm的操作系统：LPE/LPP

据介绍，14nm实际有两种处理系统，即LPE （low-power early）和LPP（low power plus, advanced power processing）。GF预见到市场对14nm的大量需求，所以把14nm视为一个长期增长点。实际上，他们已将部分技术研发中心从Fab 8移了出去，腾出更多空间以加快实现14nm的大量生产。今后还将会增加更多基于相同工艺的14nm衍生产品。GF目前正在运行的仅为LPE部分。LPE资格认证已于今年一月取得，并且在这个月已经开始达到一个不错的收益水平。

第二种处理系统LPP也正进行得有条不紊。不到三个月时间，LPP的产品合格率已经和SRAM存储器的LPE一样出色。LPP资格认证预计在今年第三季度早期完成，并于2016年第一季度实现量产。LPP将会持续运行下去，且几乎所有产品都已被超额认购。

本文下一页：谁将先行试水14nm？

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除了普通的IP核心，GF更增添了一些附加功能到他们的14nm LPP上，例如：

● 附加的IP模块

● 2.5D和3D TSV-based封装

● 先进DFM （可制造性设计）

● 先进EDA参考流程

今年有很多LPP领域的设计提交制造了。值得关注的是，对这些设计来说，GF都是唯一的芯片代工厂（或是其第一选择）。随着14nm LPE步入量产，14nm LPP也做好了获得资格认证后进入生产线的准备，这一切都会发生在2015年。

谁将先行试水14nm？

要打破台积电目前主导20nm工艺的市场格局，14nm被视为GF的致胜法宝。根据此前的业界传言，除了三星外，包括苹果的A9、高通的8994、Nvidia下一代Tegra处理器和GPU都有可能转投GF的14nm，不过对这些传言Shubhankar并没有正面回复。

笔者认为，最有可能率先采用GF 14nm工艺的应该是美国计算机处理器设计公司超微（AMD）。GF一直是AMD的固定代工厂商。不久前，AMD已经宣布将于2015年推出x86架构ZEN处理器以及首款ARM架构K12处理器，二者都将由GF生产。不过，此前AMD的中低阶处理器都是交付给台积电代工。

除此之外，由于GF去年收购了IBM的芯片制造业务，GF将是IBM未来十年的独家代工厂，因而很明显14nm LPP将会成为合作的一部分。GF也在吸收IBM的ASIC业务，随着时间推移，部分ASIC会迁移到新一代工艺LPP上。

本文下一页：台积电打响苹果A9保卫战

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台积电打响苹果A9保卫战

针对GF的14nm FinFET，台积电已宣布将在2015、2016年分别准备90万和130万片产能(20+16nm)应战，目的为力保苹果A9处理器芯片订单不失。据了解，目前台积电为苹果量身订作16nmFinFET Turbo版本，基本上与原本16nm FinFET Plus版本效能几乎相同，但针对苹果进行了小部分细节微调。

针对苹果A9的芯片订单，目前业界传闻甚多，甚至有消息称英特尔正积极与苹果接洽，因此后续变数仍很大。

14nm以下？

根据最新消息，三星在此前的ISSCC特别发布会上首次公开展示了使用10nm工艺打造的300mm晶圆，这意味着三星已完成10nm工艺量产工艺的规范。预计在2016年年底前将使用10nm工艺量产芯片。

对于14nm再往下的工艺，Shubhankar 表示他们目前正进行内部研发，但在目前上他不方便针对是否会与三星合作发表任意见。

GlobalShuttle MPW（Multi Project Wafer）项目时间，目前对外公布的工艺到14nm截止

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