美国超微半导体公司官宣：将代工订单交给三星电子

在全球芯片短缺没有减缓迹象的情况下，IBM公司和总部位于瑞士的意法半导体日前选择不再等待台积电制造的芯片，而是将代工订单交给三星电子。此外，这是意法半导体首次将其主要客户所需微控制器单元(MCU)的生产外包。这些采用16纳米制造工艺的微控制器将用于苹果公司的下一代iPhone。其他公司也有意将芯片生产外包给三星。消息人士称，美国超微半导体公司也正在考虑向三星发出中央处理器代工订单。

1965 年，计算机科学家戈登 · 摩尔提出著名的摩尔定律假设：

集成电路上可以容纳的晶体管数目在大约每经过 18 个月便会增加一倍，同时计算机的运行速度和存储容量也翻一番。

然而当前可以塞进单个芯片的晶体管数量几乎达到了极限。为了延续摩尔假设的速度和计算能力的进步，我们需要制造具有多达 1000 亿个晶体管的芯片。

VTFET技术工艺通过放宽晶体管门长度、间隔厚度和触点尺寸的物理限制来解决缩放障碍，并在性能和能耗方面对这些功能进行优化。

通过 VTFET，IBM 和三星成功地证明了在半导体设计中，探索纳米片技术以外的缩放性能是可能的。

IBM 和三星合作研究的半导体设计的突破性进展，有助于摩尔定律在未来几年保持活力，并重塑半导体行业。

IBM 和三星在半导体设计上再取得新进展!据这两家公司称，他们研发出了一种在芯片上垂直堆叠晶体管的新设计。而在之前的设计中，晶体管是被平放在半导体表面上的。

新的垂直传输场效应晶体管 (VTFET) 设计旨在取代当前用于当今一些最先进芯片的 FinFET 技术，并能够让芯片上的晶体管分布更加密集。这样的布局将让电流在晶体管堆叠中上下流动，而在目前大多数芯片上使用的设计中，电流则是水平流动的。半导体的垂直设计开始已久，并从现在通用的FinFET技术中获得了一定的灵感。据悉，尽管其最初的工作重点是芯片组件的堆叠而不是优化晶体管的排布，英特尔未来将主要朝着这个方向进行开发与设计。

当然这也有据可循：当平面空间已经更难让晶体管进行堆叠时，唯一真正的方向(除了物理缩小晶体管技术)是向上。虽然我们距离实际消费类芯片中使用 VTFET 设计还有很长的路要走，但英特尔和三星两家公司正强势发声。他们指出 VTFET 芯片可以让设备“性能提高两倍或能源使用减少 85%”。

IBM 和三星还雄心勃勃地提出了一些大胆的想法，比如“手机充一次电用一周”。这能让能源密集型的产业能耗大幅降低，比如数据加密;同时，这项技术甚至也可以为更强大的物联网设备甚至航天器赋能。IBM此前曾在今年早些时候展示过它的首款 2nm 芯片。该芯片采用了与之前不同的方式来填充更多晶体管，方法是使用现有的 FinFET 设计扩大可以安装在芯片上的数量。然而，VTFET技术则是更进一步，尽管距离我们看到使用这项技术的芯片面世还有很长一段时间。然而IBM也不是唯一一家展望未来生产的公司。英特尔在今年夏天公布了其即将推出的 RibbonFET(英特尔首款全环栅晶体管)设计，这是其在FinFET技术上获得的专利。这项技术将成为英特尔 20A 代半导体产品的一部分，而20A代芯片则计划于 2024 年开始量产。最近，IBM还宣布了自己的堆叠晶体管技术计划，并将其作为RibbonFET未来的次世代产品。

在近日举行的2021 IEEE国际电子器件会议(IEDM)上，英特尔介绍了在封装、晶体管和量子物理学方面的关键技术，概述了其未来技术发展方向。IBM则与三星携手，推出了下一代半导体芯片技术：垂直传输场效应晶体管(VTFET)。这项突破性的新技术允许晶体管垂直堆叠，与按比例缩放的FinFET相比，性能可实现翻倍，或将耗能降低85%。

一般情况下，晶体管是以水平方式构建，电流从一侧横向导向另一侧。通过垂直传输场效应晶体管，实现了垂直构建并将晶体管分层，允许电流在晶体管中上下流动，摆脱了过去横向布局和电流导向的限制。技术人员通过放宽晶体管门长度、间隔厚度和触点尺寸的物理限制，以解决缩放障碍，并在性能和功耗方面加以优化。利用VTFET技术，不但能缩小芯片的面积，还能提高能效或提供更强的性能。

国际商业机器公司(IBM)去年已超越新加坡的特许半导体公司，成为全球第三大代工芯片制造商，仅次于台积电公司和联电公司，且IBM将继续以抢台积电的生意为目标。 IBM去年的芯片销售达7.6亿美元，高于特许半导体的4.49亿美元。IBM在纽约州东费许基尔的新厂，已能以低廉价格生产若干最先进的芯片，「IBM的技术已比特许半导体先进许多」。台积电去年仍以46.55亿美元的销售，高居全球最大晶圆代工厂宝座，联电以19.5亿美元居次。 IBM已可生产电晶体电路宽度0.13微米的芯片，是目前最先进的商业化技术;特许的主要生产技术则为0.25微米到0.35微米。特许上月公布连续第九季的亏损，且市场预期该公司营运要到今年稍晚才会回升。IBM将把目标放在加紧和全球最大芯片代工厂台积电抢生意。 在半导体业遭逢历来最严重的不景气之际，台积电的获利仍维持不坠，不过IBM与全球最大计算机绘图芯片制造商恩维迪亚公司(Nvidia)签订数年的芯片合约;台积电原本是恩维迪亚的独家供应商。

IBM以市场获利最高的部分为目标，台积电和IBM之间将有一场大战。台积电和联电的销售仍然远超过IBM，今年第一季台积电营收11.31亿美元，联电以5.15亿美元居次，IBM的微电子部门为1.95亿美元，其次为特许的1.42亿美元，和南韩东部安南公司(Dong-bu/Anam)的8,500万美元。2002年五大芯片制造商的营收排名和第一季相同。台积电的成长速度惊人，在1999年，台积电的销售只比联电多15%，去年和今年第一季已是联电的两倍多。不过，联电今年的预期销售仍将达到IBM微电子部门的两倍多。联电今年上半年的预期销售可达11.65亿美元，IBM的代工芯片销售则可能达到4.3亿美元。

周三(19日)，据日经新闻报道，韩国科技巨头——三星电子为美国IBM代工生产最尖端半导体芯片。报道称，未来三星将使用名为“EUV(极紫外线)”的新一代制造技术，量产由IBM设计的服务器用CPU。此外，IBM也表示，该公司计划在明年下半年上市的服务器上直接线宽7纳米的CPU，所以这一次委托三星量产CPU。值得一提的是，图表视界注意到，这不是什么大的、最新的新闻，要知道，早在2018年的12月，当时IBM就宣布，将与三星代工一起合作开发下一代高性能Power系列、Z系列和LinuxONE微处理器，同时双方的合作还将扩展到下一个十年。此外，就在当时，IBM还宣布，下一代的Power10计划在2020年至2021年推出，采用三星7nm EUV工艺。

那么三星和台积电未来谁将拿下更多的芯片代工生产呢?

就目前来看，作为当前全球唯二的能提供7nm晶圆代工的企业，台积电几乎拿下了全球绝大部分的订单。特别地，台积电还已经开始为美国苹果公司量产线宽5纳米的CPU，与此同时，台积电还接到其他半导体厂商，例如：海思、赛灵思、英伟达、AMD等多家企业的芯片订单。也正式因为这样，所以三星也开始有些“着急”，而这一次，三星直接通过从服务器CPU领域具有影响力的IBM手中，接到最尖端芯片的订单，其实是“醉翁之意不在酒”。三星目的很明显，就是要向全球以及各大企业证明、彰显自己不俗的芯片技术实力，最终希望能通过这个方法获得全球更多其他客户。对此，你怎么看?你认为，三星能否在芯片代工领域和台积电PK呢?你认为，最后结果会如何?