第654章 終於趕上了(1/2)
普通的半導體電路,是用金屬導線把一個個電子元件按照電路圖連接起來。通過調整電路圖、更換新元件,可以對電路進行升級改造,要是哪個元件壞掉了,還可以檢測找出然後拆下更換。
而對於集成電路來說,除了比較小眾的可編程電路以外,大部分主流產品並不適用這樣的辦法,它們是在一整塊矽晶圓的基礎上通過反覆摻雜、多次光/化學蝕刻的方法「整體成型」而來。
晶圓廠生產晶片,需要先把高純度(九個9,雜質僅十億分之一)多晶矽重新融化,通過再結晶技術製備成幾十厘米直徑的單晶矽錠,再將其精細打磨成圓柱後切成一毫米厚的薄片,也就是所謂的矽晶圓。晶片核心的加工製造都是在這塊比鏡子還要光滑平整的薄片上進行的,晶圓廠之名也是由此而來。
矽片是圓形的,晶片核心則是長方形或者正方形,所以cpu、gpu的核心數都是2468的偶數,三核處理器其實是由四核屏蔽較弱一核而來。晶片面積不變,晶圓越大,浪費的邊角料越少,從而可以帶來更好的效益。
不過晶圓越大,對於矽錠製備的要求就越高,即使宇宙最強的牙膏廠目前也只能做到300毫米直徑(理論上限是450毫米)。
另外一方面,在晶片面積不變時,製程工藝提升,可以縮小電晶體的體積和距離,可從而堆砌更多的數量帶來更高的性能,或者性能不變面積縮小,帶來更低的物料成本。同時距離縮小也能夠減少連接電路的電阻,降低晶片的發熱和功耗。
所以每當製程工藝升級,晶片廠家總會拿面積縮小、性能提升、功耗降低這三條亮點說事,有全部提及的,也有任選兩條排列組合的。
只是同樣的,每次製程工藝升級,都會有很長一段時間的磨合期,原料雜質、工藝波動,以及其它能想到的和想不到的原因都有可能導致產品出現瑕疵。
一塊晶圓上有幾百個die(晶片核心),每個die上面有幾十億個電晶體,瑕疵完全無法避免,只能通過修復措施稍做彌補,這也是晶片一類的新聞里經常提及「良品率」的原因。
晶片封裝前和封裝後都要進行測試,那些完全不合格的自然只能丟棄,然後把成本加在其他合格品上面。有明顯瑕疵的則可以通過屏蔽故障區域、降低技術指標的方法來進行挽救,最終所有合格可以銷售的產品占原料的比率就是良品率。
這也是為什麼同一批cpu,有的「體質好」可以長時間超頻,有的卻只能小超一下,有的乾脆連默認頻率都撐不住,只能貼上「賽揚」或者「三核」的標籤往外賣。
手機處理器、內存快閃記憶體等晶片產品同樣也有類似的「體質」問題,內存晶片有不同的主頻、快閃記憶體晶片有不同的傳輸速度,同一批次的cpu的最大主頻也有差異。只不過因為手機電池不給力,一般沒誰會給手機的cpu和內存進行超頻,有時候反倒要降頻。
對於晶圓廠來說,隨著生產線的成熟,良品率越來越高,產品的體質自然越來越好。
所以在晶片行業經常有這樣的現象:只要還有足夠訂單,老生產線就不會被關閉。
它們看似落後,實則因為技術成熟、良品率高的原因而成本低廉,深受那些對產品性能要求不高,卻看中成本和穩定性的廠商的喜愛。
像是intel名下既有全球領先的14納米工廠,也有許多製程落後的工廠,其在麻薩諸塞州的200毫米、130納米工廠更是堅持到今年才被關閉。這些「落後」工廠當然不能用於生產處理器,其主要產品是主板的南北橋晶片。
而且對於intel來說,保留它們也能夠幫助省錢,雖然「牙膏廠」依靠獨步全球的x86cpu大賺特賺,但是其在技術開發方面的投入也是非常巨大的,老工廠只需要開著就能賺錢自然不會第一時間淘汰。
這也是國內的晶圓企業長期虧損的原因,因為遭受技術封鎖之故只能引進落後技術,但自身初來乍到生產經驗不足,同樣用落後技術生產的產品還是比不過國外同行,人家經驗更豐富、設備折舊壓力小。等到好不容易熬出頭了,落後技術卻已經變成夕陽技術,到了徹底淘汰的地步。
還好的是,手機晶片都是結構簡單重複的日sc精簡架構,生產工藝要求比x86低得多,中芯國際等國內晶圓廠終於在28nm這個階段追上了國際主流水平,此時的先進水平是14/16納米。
蜜蜂對中芯28nm產能一直保持著高度關注,在試產階段就與其合作小批量生產蜂心系列晶片,只不過正式簽協議委託代工的卻是41x系列的桌面處理器,以及少部分42x低端平板處理器,主要原因就是後者在高性能處理器方面還有一些缺課要補。
雖然在上級的親切關懷下,中芯也拿到過436這枚頂級處理器的生產資料,但是他們的柵極工藝技術畢竟不如台積電,最終還是被蜜蜂放棄了,末了還被利用了一把成了bp6性能逆襲的墊腳石。
當然,這樣的小心塞還影響不到雙方的合作關係,畢竟蜂心需要中芯的無關稅低成本,中芯也需要蜜蜂的訂單來保證現金流。畢竟獨占蜜蜂手機、平板和pt三個銷量破千萬大客戶,蜂心的晶片出貨量輕易做到了國內第一。
蜂心公司有馬競這個大掛比在,正是靠著他比上交陳進還要強大的山寨微創新技術,這才能夠異軍突起彎道超車,只用幾年時間走完別人十幾年甚至幾十年的發展道路。
當然,這裡面也有fabless無晶圓廠模式的功勞,這種模式實在太適合馬競開掛了。
要是每家晶片廠商都需要自有fab(晶圓廠),蜜蜂蜂心根本玩不轉,畢竟現在的晶圓廠都是幾百億級別的重資產項目。不止晶片如此,屏幕領域的投資規模也在不斷上漲,蜜蜂引以為傲的蝴蝶屏,便是他們提供技術和資金,委託其他公司代為生產的。
這也是蜜蜂從蘋果那裡學來的先進經驗,蘋果的成功便是代工廠模式的成功。因為蘋果訂單穩定並且出價高,代工廠也是樂此不疲,雖然利潤率和前者相比簡直賣苦力,但總比某些恨不得賣血的工廠要好的多。
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