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3秒自动关闭窗口FinFET是什么? 移动14nm战斗正式开始
手机之家深圳分站日消息——MWC 2015在西班牙的巴塞罗那开幕了，其中在产品方面十分吸引人的是三星发布的新一代旗舰手机GALAXY S6/S6 Edge，而该款手机也如2014年所料，抛弃了高通芯片而采用了三星自家14nm工艺的Exynos 7420处理器，而该款处理器则采用了FinFET封装。14nm并不难理解，那么FinFET封装为什么说先进呢?其实，FinFET封装并不是刚刚出现的，早在上个世纪就已经在研发了，到2000年才真正成功，也是目前处理器封装方面25nm以下最佳的封装形式。FinFET的鳍片结构精细复杂FinFET称为鳍式场效晶体管(FinField-EffectTFinFET)是一种新的互补式金氧半导体(CMOS)晶体管。闸长已可小于25奈米。该项技术的发明人是加州大学伯克利分校的胡正明教授。Fin是鱼鳍的意思，FinFET命名根据晶体管的形状与鱼鳍的相似性。发明人该项技术的发明人是加州大学伯克利分校的胡正明(ChenmingHu)教授。胡正明教授1968年在台湾国立大学获电子工程学士学位，1970年和1973年在伯克利大学获得电子工程与计算机科学硕士和博士学位。现为美国工程院院士。2000年凭借FinFET获得美国国防部高级研究项目局最杰出技术成就奖(DARPAMostOutstandingTechnicalAccomplishmentAward)。他研究的BSIM模型已成为晶体管模型的唯一国际标准，培养了100多名学生，许多学生已经成为这个领域的大牛，曾获Berkeley的最高教学奖;于年担任台积电的CTO。胡正明(ChenmingHu)教授FinFET的工作原理FinFET闸长已可小于25nm，未来预期可以进一步缩小至9nm，约是人类头发宽度的1万分之1。由于在这种导体技术上的突破，未来芯片设计人员可望能够将超级计算机设计成只有指甲般大小。FinFET源自于传统标准的晶体管—场效晶体管(Field-EffectTFET)的一项创新设计。在传统晶体管结构中，控制电流通过的闸门，只能在闸门的一侧控制电路的接通与断开，属于平面的架构。在FinFET的架构中，闸门成类似鱼鳍的叉状3D架构，可于电路的两侧控制电路的接通与断开。这种设计可以大幅改善电路控制并减少漏电流(leakage)，也可以大幅缩短晶体管的闸长。发展状态在2011年初，英特尔公司推出了商业化的FinFET，使用在其22nm节点的工艺上。从IntelCorei7-3770之后的22nm的处理器均使用了FinFET技术。由于FinFET具有功耗低，面积小的优点，台湾积体电路制造股份有限公司(TSMC)等主要半导体代工已经开始计划推出自己的FinFET晶体管，为未来的移动处理器等提供更快，更省电的处理器。从2012年起，FinFET已经开始向20纳米节点和14nm节点推进。在所有的实际应用中，体硅和SOI晶圆具有类似的性能和成本;但是，由于体硅FinFET器件具有更大的工艺差异性而使得制造变得更具挑战性。体硅晶圆加工的高差异性使其最终产品的性能变得不可预测。我们发现，两种工艺方案具有类似的直流DC和交流AC特性。与SOIFinFET相比，PN结隔离FinFET器件性能将会受到寄生电容增大5%～6%得影响。采用PN结隔离的体硅FinFET器件的工艺流程与此相反，对工艺差异性的比较表明，SOIFinFET器件可能具有更好的匹配特性。在SOI工艺中，“鳍”的高度和宽度可能更加容易控制，而体硅工艺则在制造和工艺控制方面面临着更为严峻的挑战。&SOIFinFET器件和PN结隔离体硅FinFET器件的差异性比较SOIFinFET、体硅FinFET和平面晶体管的性能比较在22nm技术节点阶段，对提高器件密度的期望使得FinFET器件开始具有比平面技术更为实在的优势。首先，接触栅极的节距必须按比例缩小到小于约束栅constraininggate的长度，也就是要小于所有高性能晶体管的沟道长度。FinFET器件本身所具有的短沟道性能优势将可以进行上述的按比例缩小，而不会产生在平面晶体管中由于需要进行大面积沟道掺杂所引起的有害效应。同时，对SRAM位单元的期望已开始规定对每个独立晶体管在差异性上的要求。未掺杂的体硅FinFET器件，正如大多数重点研究所关注的，是需要消除注入掺杂浓度的随机波动(RDF)对器件差异性的影响，对于低工作电压的高性能SRAM位单元来说，去除这种RDF可能是必需的。SOIFinFET和PN结隔离体硅FinFET器件的成本对比SOI和体硅FinFET器件的总成本之差（相对于总的晶圆制作成本）SOIFinFET由于增加了基片的成本，使其总的器件成本有所增加。但在大批量生产中，这种基片成本的增量将在很大程度上能抵消由于体硅器件复杂工艺造成的成本增量。
&2013年台积电总产能约月产130万片(8英寸计)，其中28nm产能为月产13万片(12英寸计)，全球市占率按销售额计达80%。而且它的28nm爬坡速度非常快，2011年第四季度它的28nm刚刚启步，季销售额才1.5亿美元，至2012年年底已经占年销售额170亿美元的24%，达40.8亿美元，2013年年底占近200亿美元销售额的37%，达到65亿美元。以每月6万片晶圆的产能来计算，台积电20nm制程晶圆的平均价格估计在2014年第四季度达到每片6000美元，与28nm晶圆平均价格(约4500美元～5000美元)相较有很大的提升。而估计其16nm/14nm的FinFET晶圆的生产成本约为每片4000美元，加上毛利率约45%，销售价格则为每片7270美元。如果台积电对于20nm制程的预测准确，从整体上看它的20nm制程的市占率，将会在2014年第四季度时达到全球的95%。由此可以看出台积电代工老大地位不可动摇的原因：一是成品率高达90%，对手们可能约70%;二是拥有向客户提供支持的约6300项IP专利，业界戏称如有个“图书馆”一样;三是产能迅速到位，如28nm的产能达月产13万片，是格罗方德的3倍。在16nm/14nm区段 目前产能仅5万片与28nm代工产业不同，未来全球16nm/14nm及以下的代工格局前景难料。因为目前全球半导体业的现状是这样的：从技术上每两年前进一个工艺节点，理论值是2013年14nm及2015年10nm，可实际上英特尔的14nm量产推迟到了2014年第四季度，相比正常情况延长了两个季度。台积电更是灵巧，声言2014年是20nm量产及2015年才是16nm量产的时间点。三星电子推出先进代工制程14nmFinFET的应用处理器(AP)试制品，将先提供给高通、苹果、超微(AMD)等主要客户，但是目前它们的产能不足，三星才月产1万～1.5万片，格罗方德才3.5万片。两者加总才月产5万片。更关键的是，目前10nm工艺制程都是处于研发阶段，包括英特尔、台积电及三星在内，离真正量产尚有距离，其中的变数还很多。最乐观的预测，10nm制程也要到2016年才能量产。另外，10nm制程之后，究竟如何往下走，尚不十分清楚，其中包括EUV何时准备好难以预言，10nm时193nm光刻工艺的成本与栅极材料的替代品的工艺等尚未完全就位。按Gartner的观点，从近期来看，在1～2年内FinFET的量产，全球代工的产能需求不会超过月产5万片。而到2018年前也不会有大于月产25万片的市场需求。而这样的市场需求有两家大的代工厂已经足够，所以现在众多的一线代工厂纷纷进入FinFET工艺，未来一定会发现有人失声。按PacificCrestSecurities的分析师的观点，从投资规模计，16nm/14nmFinFET技术投资1万片产能要12.7亿美元的投资，再增加2万片需25亿美元的投资。还有一个不能言透的问题，技术方面谁能真正过关，即成品率能同步吗?据目前的态势，无论台积电的20nm量产还是英特尔的14nm量产，都出现了推迟的现象，都有成品率的问题存在其中。所以，未来究竟谁的技术真正过关还需观察。
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来源: 手机之家
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& 2002-.cn 手机之家 所有权利保留京ICP备号&京ICP证090349号&电信业务审批[2009]字第281号&京公网安备：不仅是CPU性能提升 骁龙820性能全解析
　作者: 纪伟　编辑:
　　性能提升关键字一：三星14nm FinFET LPP工艺　　相信很多关注手机性能的网友们都对神马三星、台积电、FinFET等词语谙熟于心，也能随口说出一些关于三星最新工艺和台积电最新工艺之间的优略。而提到骁龙820的性能，我们首先就要提到此次骁龙820选用的三星14nm FinFET工艺。简单来说更先进的工艺能够提升单位面积下晶体管数量，提升晶体管性能，提升整体芯片性能。同时通过更先进的制程工艺也能够达到降低漏电率降低功耗减少发热的效果。总体而言更先进的制程能在相同的功耗下达到更高的性能，在相同的性能下有着更好的功耗表现。对于绝大部分消费者来讲，认识到这一点就已经足够了。但相信也有一部分网友对此次Qualcomm采用14nm FinFET LPP工艺有着诸如：为何不用台积电16nm FinFET+?三星14nm听说效果没有台积电好?LPP是个神马东西?等等的疑问，笔者在这里也给大家进行一个简单的解读。　　首先，我们先来看看LPP究竟是什么?迄今为止，三星已经在14nm FinFET工艺上演进了两代工艺。分为14nm FinFET LPE(Low Power Early版本，代表作为三星Exynos 7420、Exynos 7422、苹果A9等芯片)、14nm FinFET LPP(Low Power Plus版本，Qualcomm骁龙820为该工艺的首发芯片)。三星官方给出的数据是14nm FinFET LPE工艺相较于上一代28nm工艺性能提升40%，封装面积降低50%，功耗降低60%。 而LPP官方并没有给出太多详细的数据，仅表示相比LPE晶体管性能又有10%的提升，并且相应的功耗也有进一步下降。即将要推出的三星Exynos 8890不出所料也将采用LPP版本的14nm FinFET工艺，从三星将首发芯片让给Qualcomm骁龙820来看，LPP版本的良品率和产能应该不存在太大问题了。还有一点值得我们注意，14nm可以算是半导体产业的一个“大年”，也就是说在未来两年甚至更长一段时间内，14nm制程工艺将会主导高端半导体芯片产业，有消息称三星也将在明年晚些时候推出14nm FinFET的更新版本LPH等以适应下一代旗舰SoC芯片的需求。同时台积电也将在16nm FinFET Plus工艺上进行深入演进。　　虽然三星、台积电近两年在半导体工艺制程方面基本处于“齐头并进”的局面，甚至开始逐渐威胁到Intel的霸主地位，由于所推出的产品不同，很难将三星、台积电最新工艺做一个严谨的对比。但今年苹果A9处理器给了我们这样一个机会，A9处理器采用了两家最新工艺同时供货，有网友测试认为台积电版本的A9处理器要比三星版本的A9处理器更加省电。三星和台积电官方并没有就这一情况给出相应的说明。但笔者猜测原因在于：　　1.FinFET工艺相比传统工艺复杂度大大提升，设计规则增多30%左右，并且还要克服离子污染带来的硅纯度不稳定和金属互联的不确定威胁。同时也需要厂商在28nm、20nm制程工艺上有很好的积淀。　　2.我们知道台积电在16nm FinFET+之前也拥有一个早期版本，也就是说现有台积电16nm FinFET+工艺和三星14nm FinFET LPP工艺属于同一代产品，而台积电早期16nm FinFET版本鲜有产品推出并不被我们所熟知。从这一点上来看，如果苹果A9处理器能够更新采用三星14nm FinFET LPP工艺相信性能和功耗将有所改进。所以我们也并不需要过于担心三星工艺、台积电工艺的差别。两者之前的确存在很多差异化的指标，但最终呈献给我们消费者的表现应该是大致相同的。
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iPhone6S的A9处理器确定分为两个版本 采用工艺不同
&豹子上树 o 　来源：前瞻网　E4151
前瞻科技快讯，苹果iPhone6S/6S
Plus搭载的a9处理器将由三星和台积电，但由于两家工艺的差别，A9将出现14纳米和16纳米两种版本，通过拆解已经确认了处理器编号的差异，但性能、续航等方面的区别还需要进一步测试。
苹果iPhone早期的处理器一直是三星代工，甚至最早的处理器是与三星自己的处理器设计十分相近，但随着两家竞争的，苹果逐渐开始去三星化。在iPhone6中采用的A8处理器全部交给台积电代工，然而三星14nm
FinFET量产成功让苹果再次将A9的代工交给三星，不过由于良率不足，台积电的16nmFinFET工艺抢走了部分订单，这样A9就出现了两种版本。
经过拆解确认，如果A9处理器表明的编号是是APL0X98/5X98，则说明是来自三星代工，如果是APL1XXX，则来自台积电的工艺。
理论上14纳米工艺比16纳米工艺在散热控制峰值性能等方面具有优势，不过两种工艺的差距并不会十分明显，暂时不清楚两种版本A9处理器是如何分布在iPhone6S/6S
Plus之中，实际差别也需要进一步测试。
此前苹果在iPad2中的不同批次产品也采用了两种32纳米和45两种纳米，但这两种工艺在性能和散热上的差别了明显感知，并且固件版本不同，在系统中也可轻易区分。
本文来源前瞻网，转载请注明来源！（图片来源互联网，版权归原作者所有）
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