7納米工藝,看看誰在搶風頭?|智慧產品圈

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原創 韓繼國

最近杭州嘉楠耘智7納米工藝晶片量產的消息在媒體上不脛而走。

就連我的西交大「半導體同學「微信群也有從事了幾十年半導體產業的老同學激動人心的評論:「這才是喜大普奔的消息呢!」可見消息不僅僅讓老百姓當起了吃瓜群眾,也讓我們的專業人士眼睛深受蒙蔽,懷疑是不是又在放「衛星」呢!

據介紹,這是全球首個研發並量產成功的7納米晶片,早於蘋果、英特爾、英偉達、華為的7納米產品。

但僅僅一兩天過後又有很多專業人士寫文章披露此事誇大其實,批評不該藉此造勢,讓中國半導體產業蒙羞。

但不管怎樣,嘉楠耘智公司一夜之間火了。

產品發布會之後嘉楠耘智的公共事務部總監就接到了上百個電話,全是要求採訪關於這塊晶片的。

更是有媒體這樣報導:「一個中興倒下去,千千萬萬個中國晶片公司站起來!這是杭州人的驕傲,這是13億中國人的驕傲。

嘉楠耘智到底是一家什麼樣的公司?

創建於2013年的杭州嘉楠耘智是一家開發比特幣挖礦機的公司,但它更願意被稱為晶片設計公司。

可嘉楠耘智的名氣來源於它是全球第二大的礦機公司,(第一大是北京比特大陸公司,2017年營業利潤超30億美元,約合190億元人民幣。

)嘉楠耘智2017年銷售額是13億元,同比增長4倍多,利潤4.7億元。

而這13億元銷售額竟然只靠4個銷售員完成,這讓真正的晶片設計公司真的成為了「吃瓜群眾」。

有哪一家設計公司能這樣牛呢!

嘉楠耘智幾乎百分之百的收入都來自礦機銷售,更為魔幻的是,嘉楠耘智的主要客戶竟然大多都是個人。

公司的最大供應商,則是一家台灣公司—台積電。

嘉楠耘智賺到的錢,至少一半給了這家台灣公司。

對比特幣挖礦機來說,算力就是生產力,算力越大,能「挖到」比特幣的數量越多。

嘉楠耘智先後成功研發了阿瓦隆A6,A7,以及現在領先全球的A8系列,達到了13T的算力,公司最新推出的是A9系列,至少達到15T的算力。

而最關鍵的是,這個算力的能力完全是由晶片性能決定的!

嘉楠耘智在過去五年里,晶片工藝節點經歷了從2013年的110納米,2015年的28納米,2016年16納米,2018年7納米的飛速疊代。

這個7納米工藝製造的晶片應用在該公司的阿瓦隆區塊鏈超級計算機A9上。

所以說找到了為什麼嘉楠耘更願意被稱作晶片設計公司的原因,就是晶片性能決定計算能力,計算能力決定挖比特幣的能力,挖比特幣的能力又決定了掙錢的能力。

那我們看看它給台積電貢獻了多少銀子呢?

圖一、嘉楠耘智近三年財務數據(億元)

嘉楠耘智採用了業界常見的無晶圓廠(Fabless)經營模式,專注於設計和銷售,將晶片生產製造環節則交給了大名鼎鼎的全球晶片代工龍頭—台積電,封裝則交給了日月光—台灣另一家晶片封裝巨頭。

嘉楠耘智2015年營收5531萬,付給台積電5812萬元,超過了總營收。

2016年營收3.16億元,付給台積電1.86億元,占到總營收58%。

2017年估計有5個億左右支付給台積電。

這麼算下來,嘉楠耘智僅向台積電一家就貢獻了超過7億元。

加上供應商的第二名日月光,嘉楠耘智大部分的收入,都被這兩家台灣的企業賺走了。

現在我們明白了,當我們在爭論嘉楠耘智的7納米量產是真的還是假的時,在後面偷偷抹嘴一笑的應該是這兩家台灣企業。

(數據來源:愉見財經網)

挖礦機晶片:7納米工藝的牽引機頭

儘管嘉楠耘智的晶片是專用晶片,除了應用於挖礦機外,並不能用於其他地方,從技術含量上也不能與高通和華為的處理器那樣的晶片相類比,但很多結構簡單的專用晶片,也可以給通用晶片提供技術參考,7納米晶片量產,即使是小批量的試產,也可以佐證邏輯電路電晶體的良率是否達到了量產水準,對以後的通用晶片所需要的各種數字和模擬技術有很強的借鑑意義。

正如一位台灣半導體專家說:「先進位程的首發量產,本來就是需要由結構單純的專用晶片來領頭。

以往是記憶晶片,後來是FPGA,如今則是挖礦晶片和TPU(TPU,Tensor Processing Unit簡稱,谷歌打造的高性能處理器,專為機器學習量身定做),殊不知TPU的很多技術還需要跟挖礦晶片學習。

首發量產的重要意義,是在於證明邏輯電路的良率(D0)已達到量產水準,這對晶圓廠是非常重要的指標。

至於後面的通訊晶片所需要的模擬電路,一般是不會用最先進位程的。

晶片的產業鏈包括了從晶片設計、晶圓製造、封測組裝、成品整機等多個配套產業,7納米的設計和IP相對於晶圓製造可能不是那麼高精尖,但也必須有一定的設計經驗支持以及晶圓廠IP的配合,晶片到了納米階段一次流片需要幾百萬美元,考驗的不僅僅是設計公司,更考驗的還是晶圓廠和封測廠的能力和經驗。

所以,嘉楠耘智的7納米更考驗的還是台積電的7納米工藝,這也是為什麼嘉楠耘智賺的錢一半都交給了台積電的原因所在,那裡才是挖礦機晶片的脖子啊!

圖二、主攻比特幣挖礦機的嘉楠耘智或成赴港上市的區塊鏈第一股

7納米:晶圓廠的下一主戰場

如果按照摩爾定律走下去,7納米是一個非常重要的關卡。

半導體進入7納米節點後,前段與後段製程皆面臨嚴峻的挑戰。

為了迎接這個挑戰,各大半導體廠都在加緊研發新的器件設計構架、新的金屬導線等材料,期待兼顧尺寸、功耗及運算性能的最優化。

台積電原計劃的7納米製程的量產時間點將落在2018年上半年。

反觀英特爾,其10納米製程量產時間確定將延後到2019年。

但英特爾高層強調,7納米製程才是決勝關鍵,因為7納米的製程技術與材料將會有重大改變。

現在可以預見到的已經或者即將開始7納米量產的晶圓廠除了上面提到的台積電,還有三星和格羅方徳,英特爾在這一波似乎慢了半拍,還落在10納米階段。

三星已經公布了它的7納米LPP製程,該製程通過了新思科技(Synopsys)的物理認證,意味著採用EUV技術的7納米製程可以進行全球量產了。

台積電的7納米製程量產比較順利,目前傳出新款iPhone將搭載的A12處理器將成為台積電2018年7納米晶片產量增長的主要動力,其次還有華為海思以及高通、英偉達、AMD等約20家客戶都會率先採用台積電7納米製程,在下半年陸續實現量產。

全球主要的礦機廠商比特大陸(Bitmain)和嘉楠耘智也在搶奪台積電的7納米產能。

7納米工藝:看看誰在搶風頭?

台積電稱已經獲得了50多家客戶的訂單,涵蓋智慧型手機、遊戲主機、處理器、AI應用、比特幣礦機等等。

張忠謀宣稱,台積電已經拿到了7納米100%的市場份額。

台積電預計,7納米將在今年第二季度投入量產,第四季度達到最大產能,收入貢獻比例也將達到10%。

所以看來,在7納米搶奪戰中,台積電無疑是最大贏家。

在台積電的7納米客戶中,最搶風頭的應該是以下三家。

高通:7納米情歸台積電

高通驍龍810原是台積電代工,之後的每一代驍龍8系晶片改由三星代工,包括驍龍820、驍龍835和驍龍845等。

由於三星的7納米工藝相對滯後,高通驍龍855移動處理器將由台積電代工。

這是由於三星在2018年還無法使用7納米製造工藝,取而代之的是「8LPP」製造工藝,該工藝雖然比第二代10納米製造工藝先進,但是無法抗衡台積電的7納米製造工藝,這也正是高通7納米重新擁抱台積電的原因。

華為海思:7納米首選台積電

華為的下一代處理器麒麟980的具體規格為4*A77+4*A55的八核心設計,而且確認會使用7納米工藝製造,最高主頻高達2.8Ghz。

據台灣媒體報導,華為有意在麒麟980上首發自主研發的GPU,但是具體參數不詳。

據說性能大約會是高通驍龍Adreno 630的1.5倍左右,性能十分「嚇人」。

NPU方面,麒麟980將會搭載寒武紀1M,性能相比麒麟970有明顯提升。

如果媒體爆料準確,那麼麒麟980的最大驚喜是在於自研GPU。

高通的Adreno GPU一直是業界標杆,連蘋果都不能及。

如果麒麟980首次搭載自研GPU就有著超越Adreno的實力,那麼將大大超出大家的預期,也讓麒麟980成為當下綜合實力最強的處理器。

圖三、華為將推出的7納米麒麟處理器

新iPhone處理器:已在台積電7納米量產

早就有消息稱,台積電將使用其目前最先進的7納米工藝,生產下一代iPhone所需要的處理器,蘋果可能也會就此成為首個在消費電子產品中使用7納米工藝處理器的智慧型手機廠商之一。

按蘋果過往的處理器命名規則,今秋所使用的處理器,將被命名為A12,其採用7納米工藝,也就意味著其同目前iPhone 8和iPhone X所使用的A11處理器相比,體積更小、效率也會更高,A11也是由台積電生產,但其採用的是10納米工藝。

如果報導屬實,蘋果就將成為首批採用7納米處理器的智慧型手機廠商,但蘋果可能並不會成為今年唯一一個採用7納米處理器的手機廠商,還有另外兩家也極其有可能加入此行列:三星和華為。

結語

筆者觀點,到此為止嘉楠耘智的7納米量產是不是全球首發已經不是那麼重要了。

準確地說,應該是世界首顆7納米礦機晶片全球率先量產。

相對於手機、電腦這些必須滿足各種複雜功能的晶片來說,礦機的任務單純,晶片架構比較簡單,再加上中國又有超強的IC設計能力和礦機需求,世界首顆7納米量產晶片誕生在中國也就不足為奇了。

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