5G时代，7nm制程与SiP封装成主流

leslie_aqiang

核心摘要：手机为全球最重要的消费性电子产品，手机不光是内部零组件需求量庞大，再加上轻、薄、短、小的趋势，不断推动着半导体产业技术向前迈进。手机芯片性能的提升、晶体管数量的增加、功耗/ 发热降低，都依赖半导体制程工


手机为全球最重要的消费性电子产品，手机不光是内部零组件需求量庞大，再加上轻、薄、短、小的趋势，不断推动着半导体产业技术向前迈进。


手机芯片性能的提升、晶体管数量的增加、功耗/ 发热降低，都依赖半导体制程工艺的提高，而这几项因素也直接影响手机整体性能和使用体验。


因此近年来，手机厂商争相提升芯片的制程工艺。不过，在5G 世代下，手机对芯片性能和功耗要求更高，使半导体向先进制程发展的步伐持续加速。


根据天风证券指出，全球智能手机在2018 Q4 使用的7nm 芯片比重从Q3 的10.5%，提升到18.3%。

                               
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目前麒麟980、麒麟810、苹果A12、A13、骁龙855 均采用的7nm 技术。随着5G 等新兴科技的发展，在2020 年有机会进入5nm 及以下的时代。


而晶圆代工在导入EUV 技术后，使既定工艺节点能大幅提升晶体管密度，在摩尔定律后期下，EUV 重要性日益凸显。


芯片厂在芯片上能塞进的结构数量越多，芯片就越快速越强大。所以相关企业的目标就是尽力缩小结构的尺寸。在导入EUV 技术后，即能制造出更小、更快速、更强大的芯片。


同时还能控制成本，在半导体制程工艺已经慢慢趋近物理极限的情况下重要性不断提升。


目前全球晶圆代工产业中，台积电拥有最先进的制程，是全球7nm 晶圆代工市场的最大赢家。


台积电在2018 年最早实现7nm 制程的突破并量产，拥有最成熟的7nm 工艺，并取得华为、苹果、AMD、高通等7nm 芯片订单。


此外，台积电在5nm、3nm 制程上也早有布局。其5nm 制程预计在2020 年实现量产，2023 年可望量产3nm 制程，其在晶圆代工龙头地位短期难以撼动。


另一方面，在电子零组件小型化、微型化的趋势下，以SiP 为代表的先进封装出现发展机遇。SoC 与SiP 封装都是在芯片层面上实现小型化和微型化系统的产物。


麒麟990 5G 除了是全球首款使用7nm+EUV 制程工艺的晶片外，也是全球第一款5G SoC 芯片，即在一颗芯片中同时封装应用处理器和基带。


而在麒麟990 5G 之前，已公布的5G 手机采用的都是外挂5G 基频。外挂基带使得芯片体积相对较大、及发热与功耗高等问题，导致手机续航能力与4G 相比缩水不少。


把基带整合至SoC 中，不仅能够节省主机板空间，纾缓发热问题，还可以有效地降低功耗，提升续航力。

                               
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不过，摩尔定律发展到现阶段，半导体产业要继续向前走，有两种方式，一是继续依照摩尔定律发展，走这条道路的产品有CPU、记忆体、逻辑芯片等，这些产品占整个市场的约50%。另一个就是超越摩尔定律。


现阶段SiP 封装是超越摩尔定律的重要方式。一般情况下， SoC 只整合AP 类的逻辑系统，而SiP 则是整合AP+mobileDDR。某种程度上说SIP=SoC+DDR。随着将来集成度越来越高，eMMC 也很有可能会整合至SiP 中。


随着摩尔定律接近尾声，业内已可预见SoC 生产成本越来越高，易遭遇技术障碍，使得SoC 的发展遇到瓶颈，因此能整合多类晶片的SiP 封装，其发展越来越被业界重视。

luchonghui74

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