台积电3nm芯片量产时间 (台积电3nm量产获重大突破)

29日,芯片代工巨头台积电举行了3nm量产典礼,正式启动了3nm芯片的大规模生产。

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此外,台积电还计划在新竹科学园打造全球研发中心,预计明年二季度,进驻8000名研发人员,2nm芯片厂也将建成投产。

可以看出,台积电在先进制程领域持续发力,并且优势不断扩大。

那么问题来了,台积电是如何逆袭“芯片巨人”英特尔,甩开中芯国际的?

巅峰的英特尔有多强大?

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英特尔于1968年在美国加州创立,推出了全球第一个微处理器,也是世界最大设计和生产半导体的科技巨擘。

提起英特尔,相信网友们都不陌生。你的电脑、笔记本大概率搭载了英特尔的某一款芯片。

最直观的来说:世界前十名的超级计算机,有一半都使用英特尔的CPU,比如我们的天河2号。

英特尔曾是芯片的代名词

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1971年,英特尔推出了全球第一颗微处理器4004,从此芯片革命开始,并改变了整个世界。

1985年,英特尔推出了386处理器。386让个人电脑直接从16位提升至32位,带来了极致的性能体验。

386指令集、编程模型、二进制编码迄今仍是所有32位x86处理器的通用基础。

386处理器从1985年开始生产,直到2006年才宣布停产,历时22年。

386处理器让英特尔成为了芯片的代名词。

1985年,日本半导体超越美国,成为世界第一,英特尔也被迫减产。到了1992年,英特尔再次领先,成为全球最强的芯片公司。

2000年8月,英特尔的市值达到5032亿美元,成为第三家市值超过5000亿美元的公司。

2003年,英特尔生产并销售10亿颗芯片,这样的数字放在当时,几乎无法想象。

尽管现在台积电、三星在先进工艺上超越了英特尔,AMD也不断向英特尔发起挑战。但英特尔仍然保持着超过75%的市场占有率。

今天,英特尔仍然是个人PC芯片的最佳选择。

摩尔定律诞生于英特尔

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摩尔定律指的是当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔18-24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。

摩尔定律是英特人创始人之一戈登·摩尔提出的,它的意义在于阐述未来芯片的发展方向和规律,助力未来芯片提升性能、增加功能。

摩尔定律和牛顿定律并不相同,牛顿定律阐述了一种自然法则,是客观存在的事实,对全人类发展有着巨大的贡献。

摩尔定律只是一种假想或者推测,并不是物理法则和客观事实。

但摩尔定律对芯片产业的发展,起到了重大作用。至今世界各国的科学家都在为摩尔定律努力奋斗着。

英特尔创造了X86架构

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1978年6月8日,英特尔率先推出16位微处理器8086,这款芯片开创了一个新时代—— “X86架构诞生”。

X86是复杂指令集,用于控制芯片的运行程序。在40多年的发展历史中,X86不断扩充,至今已经成为指令集中的巨无霸。

X86指令复杂,能耗高,但性能十分强悍。与ARM架构比起来就好像是卡车对轿车。

X86架构定义了芯片的使用规则,和ARM架构共同统治了90%的芯片市场。

X86成为了芯片界的标准,成就了英特尔的霸主地位,直到今天仍然有着很强的影响力。

总的来说,英特尔拥有半个世纪的发展史,开创了多项世界级产品,许多技术均出自英特尔之手。它的成绩足以撰写一部长篇巨作。

但即便如此,近几年,英特尔也被代工大王台积电超越了。

台积电逆袭英特尔

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台积电由张忠谋于1987年创建,是全球首家专业芯片制造公司,也是全球最强大的芯片代工企业。

营收净利润方面:

前三季度营收: 台积电营收为3665亿人民币,净利润为1627亿人民币。英特尔营收为3678亿人民币,净利润为602亿人民币。

芯片制程方面: 英特尔为7nm,台积电为3nm。

市值方面: 台积电27408亿人民币,英特尔7532亿人民币。

可以看出,台积电在净利润、芯片制程、公司市值方面大幅领先英特尔,营业收入也逼近英特尔,距离全面超越只差临门一脚。

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要知道,30年前台积电还苦苦哀求英特尔“指点”一下。

当时台积电刚刚成立,底子薄、技术差、资金少,张忠谋不得不登门拜访英特尔,希望英特尔“指点一二”。

最终,英特尔派出技术组抵达台积电的工厂,毫不客气的指出了100多处问题。临走时放下一句话:想要拿到认证,先把这些问题解决了。

张忠谋果然很厉害,要求技术人员加班加点,居然把100多个问题全部解决了,就这样台积电拿到了英特尔的认证,获得了芯片制造的入场券。

之后,台积电陆续的超越了IBM、联电、三星、英特尔,最后坐上了芯片制造领域的龙头宝座。

台积电之所以能够实现逆袭,主要靠三点:

1、手机处理器

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在电脑芯片领域,英特尔是妥妥的世界老大,但是在手机处理器方面,台积电则当仁不让。

2007年,乔布斯发布了第一代iPhone,标志着智能手机时代的来临。之后,智能手机开启了爆发式的增长。

手机处理器也随着智能手机快速的更新迭代,涌现出了苹果仿生、高通骁龙、华为海思、联发科天玑等众多优秀处理器。

2010年1月27日,苹果发布了第一款自研的A4处理器,它采用45nm工艺制程,频率为800MHz 。

而现在的iPhone14 系列搭载了A16仿生处理器,工艺制程达到了 4nm,频率达到了3.46 GHz。

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13年间,手机处理器迭代了5次,频率提升了4倍多。而英特尔的CPU仅从32nm迭代至了10nm,频率提升更是有限。

手机处理器发展的如此之快,其背后离不开台积电。

台积电代工了苹果仿生、华为海思、联发科天玑三大品牌,最近高通的骁龙8 Gen 2也回归了台积电。

可以说,台积电站在了手机处理器的风口上,成功的飞上了天。

2、芯片设计

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台积电以芯片代工为主,同时台积电的芯片设计也十分强悍。

台积电成立了专门的芯片设计团队,所设计出来的芯片不对外售卖,免费送给代工客户。

这一招太厉害了,你想用芯片,但设计水平一般,又无法制造。那就去找台积电啊!免费拿设计,还能代工制造。

台积电就是用这种方法拿下了AMD的订单。

在CPU领域,AMD始终被英特尔压着打,但台积电却给出了一个全新方案,让芯片数据交换速度达到了世界最快,就这样AMD把CPU从4核直接提到了8核、甚至64核。

此后,AMD利用多核心优势,快速拉高CPU性价比,不断蚕食英特尔的市场份额。而台积电也借助AMD进入了X86高端市场。

台积电同时进入了高端ARM、高端X86市场,市场份额快速增长。

3、能效方面

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在新进代工领域,台积电最大的竞争对手是三星。

早在今年6月,三星就宣布量产3nm芯片,而台积电直到12月29日才宣布量产,可见三星在先进工艺领域造诣颇深。

但三星制造的芯片,有一个致命的缺点就是“发热”。原本高通骁龙被称为“安卓之光”,但硬被三星搞成了“火龙”。

但高通将骁龙8Gen 2交由台积电代工后,发热现象立即缓解,并且性能也大幅提升。

这就是差距!

复杂指令架构中,AMD计划将记忆体和处理器包进同一颗芯片,以实现效能快速提升。

台积电拿出了3D制造封装技术,未来可以把记忆体、处理器、Type C、HDMI全部放在一个芯片中,并且可以解决散热问题。

也就是说,未来电脑芯片很可能成为一个Soc,大幅提升能效比。

凭借着这三点,站在移动互联网的风口,再加上ASML的助攻,台积电成功逆袭了芯片巨人英特尔。

甩开中芯国际

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中芯国际于2000年4月成立于上海,是一家芯片代工和制造的企业,公司总部位于上海市浦东新区。

中芯国际成立之初,凭借高新企业拿到了“5年免税、5年税务减半”的土地优惠政策。同时,吸引了四百多名来自台湾、欧美和韩国的工程师,因此中芯国际发展十分快速。

2000年8月,厂房动工;2002年1月,一厂量产;同年,本设立日本子公司,2004年3月,纽交所上市。

2005年10月,中芯国际与重庆重邮信科联合打造了0.13微米3G手机芯片,此时,中芯国际仅成立5年。

那么台积电呢?也仅仅在10个月前完成90nm工艺。

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什么意思呢?成立5年的中芯国际与成立18年的台积电,在工艺制程方面仅相差一代。

按照这样的速度,几年后中芯国际逆袭台积电也不是问题。这下台积电慌了。

于是心生一计,就这样台积电与中芯国际长达多年的诉讼展开了。要知道此时正是中芯国际的发展关键期,任何波动都会产生严重后果。

最后,双方达成和解,中芯国际赔偿台积电1.75亿美元,创始人张汝京也被迫离职。

此后,中芯国际一度陷入混乱,高管、技术人员大量辞职,公司业绩下滑,出现了长达5年的亏损。

中芯国际甚至发了一份公告:优先保证公司正常运转,暂不研发新的工艺制程。

直到梁孟松的到来,中芯国际才在先进制程上有了快速发展。

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梁孟松毕业于加州大学计算机系博士学位,师承FinFET发明人胡正明,曾任台积电专案处长、三星研发副总,在芯片领域获得了181件专利。

有了梁孟松的加入,中芯国际量产了28nm、14nm、12nm,同时攻克了7nm技术,5nm、3nm技术研发也提上了日程,只待EUV光刻机。

也就是说,现在拿到EUV光刻机,也只能量产7nm芯片。

但事实是EUV光刻机被荷兰ASML垄断,每年生产的几十台EUV光刻机被台积电、三星、英特尔瓜分殆尽,加上漂亮国的芯片禁令,中芯国际根本拿不到EUV光刻机。

没有EUV光刻机,就只能止步于7nm工艺。而台积电则凭借EUV光刻机成功量产3nm芯片,甩开中芯国际4代。

台积电通过诉讼,第一次甩开中芯国际;利用EUV光刻机再次甩开中芯国际,可怜中芯国际空有一腔热忱。

写到最后

台积电3nm芯片量产时间,台积电3芯片量产

台积电量产3nm芯片、同时打造2nm研发中心,继续保持着技术领先,面对这样的“好事”,我却高兴不起来。

因为,台积电的先进工艺并不能代表国产,中芯国际、华为、上海微电子才是国产芯片的代表,但目前仍与先进技术差距巨大。

而先进技术才能将我国由“劳动密集型经济体”转型为“科技创新型经济体”,我们的生活才能发生“质”的改变。

国产芯片、研发人员、科研机构、高校、企业,加油!

我是科技铭程,欢迎共同讨论!