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  • 台积电5nm测试芯片良率已达80%:明年上半年大规模量产

    来源:www.aticoszx.com 发布时间:2020-01-31

    在IEEE IEDM会议上,TSMC官员披露了5纳米工艺的最新进展,并给出了大量结论性数据,这似乎非常令人鼓舞。

    TSMC

    5nm将是TSMC的另一个重要工艺节点。它分为N5和N5P两个版本。与N7 7纳米相比,前者提高工艺性能15%,降低功耗30%,而后者继续提高性能7%,降低功耗15%。

    TSMC 5纳米将使用第五代场效应晶体管技术,EUV极紫外光刻技术也将扩展到10多个光刻层,晶体管总密度增加84% 333,547纳米为每平方毫米9627万个晶体管,5纳米将为每平方毫米万个晶体管。

    TSMC说,5纳米工艺目前正处于风险试生产阶段。测试芯片的平均成品率达到80%,最高可达90%以上。然而,这些芯片相对简单。如果把它们放在复杂的移动和桌面芯片上,产量不可能这么高,但具体数据没有披露。

    具体来说,TSMC有两种5纳米工艺测试芯片。一种是256Mb静态随机存取存储器,其单元面积为25,000平方纳米的高电流和21,000平方纳米的高密度,据称是迄今为止最小的,总面积为5.376平方毫米。

    第二种是静态随机存取存储器、中央处理器/图形处理器逻辑单元和输入输出单元的组合,分别占30%、60%和10%,总面积估计约为17.92平方毫米。

    根据这个面积计算,一个300毫米的晶片应该能够以80%的产量生产3252个芯片,因此至少有2602个完整的芯片,缺陷率为每平方厘米1.271个芯片。

    当然,现代高性能芯片的面积相当大。例如,麒麟990 5G已经达到113.31平方毫米。

    根据100平方毫米芯片的计算,每平方厘米1.271个缺陷意味着成品率为32%,虽然不高,但仍然完全符合风险试制阶段的工艺要求,足以让合作伙伴进行早期测试和评估。

    此外,AMD Zen2架构的每个芯片(八个内核)的面积约为10.35× 7.37=76.28 mm2,相当于41%的成品率。

    TSMC还宣布了在5纳米工艺下,中央处理器和图形处理器芯片之间的电压和频率对应关系。通过测试的中央处理器的最低值是0.7V和1.5千兆赫,最高值是1.2V 3.25GHz千兆赫,而GPU是0.65V 0.66GHz千兆赫,最高值是1.2V 1.43千兆赫,当然这些都是初步结果,后续肯定会有很大的改进。

    TSMC预计5纳米工艺将于2020年上半年投入大规模生产,相关芯片产品将于2020年晚些时候陆续推出。苹果A14、华为麒麟1000系列和AMD Zen4架构四代瑞龙都已妥善完成,但据说初始产能将基本由苹果和华为消费。

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