当今的半导体行业竞争激烈，而晶圆制造作为关键的环节，厂商之间的竞争也是空前激烈，特别是英特尔（Intel）、台积电（TSMC）、三星（Samsung）和格罗方德（GlobalFoundries）这几个行业大佬，在争取大客户方面更是用尽浑身解数，明争暗斗得不可开交。总的来说，眼下的半导体制造之争，主要表现在两方面：一是工艺技术，即FinFET和SOI；二是工艺节点，即16/14nm、10nm和7nm。

工艺技术之争

1.    FinFET为主流

目前，FinFET（Fin Field-Effect Transistor，鳍式场效应晶体管）是所有大型晶圆制造厂商采用的主流先进工艺。在传统晶体管结构中，控制电流通过闸门，只能在闸门的一侧控制电路的接通与断开，属于平面架构。在FinFET架构中，闸门成类似鱼鳍的叉状3D结构，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，也可以大幅缩短晶体管的闸长。

2.    SOI崛起

上世纪80年代，业界就有人提出了SOI（Silicon-On-Insulator，绝缘体上硅）工艺设想，当时，伯克利的胡正明教授也指出，当摩尔定律走到极限的时候，能够推动半导体产业继续向前发展的技术会有两种，一是FinFET，另外一个就是SOI。

SOI是CMOS工艺的特殊版本，二者最大的不同在于衬底，CMOS的衬底是导电的，而SOI采用绝缘体硅工艺，其衬底是不导电的，而导热性又比较好，因此，可以利用这一特性，通过特殊方法，弥补其在击穿电压特性上的不足，从而实现高功率电路。

特殊结构使SOI电路具有较高的跨导、低寄生电容、减弱的短沟效应和较为陡直的亚阈斜率。SOI技术的另一特性是耐高温，在高温环境下，SOI器件性能明显优于体硅器件，这是因为高温下与体硅器件相比，SOI器件的源和漏结面积小，可使漏电流降低很多。FD-SOI（全耗尽绝缘硅）工艺在射频（RF）和物联网芯片方面的优势明显。

虽然SOI工艺成功之路历经坎坷，但目前已经渗透入主流市场。苹果的iPhone 6s就采用了SOI工艺射频芯片，此外，Intel和IBM也正使用SOI工艺来推动硅光子技术的发展。

相比FinFET工艺，FD-SOI晶体可节省20%的管芯成本和50%的氧化埋层成本

目前，格罗方德是SOI工艺的主要推进者，该公司声称，其FD-SOI（全耗尽绝缘硅）在未来4年内的销售量将超过FinFET。为此，格罗方德推出了22nm的“22FDX”SOI平台，并表示这项工艺在能实现更低功耗的同时，还具有与28nm工艺相似的成本优势，并且性能可与FinFET技术相媲美。

格罗方德的22nm FD-SOI项目于2016年下半年在德国德累斯顿工厂投产，为此已投资2.5亿美元。ARM、Imagination、意法半导体、飞思卡尔、VeriSilicon、IBS、Semeria、Soitec等都表达了支持，宣布将会采纳该工艺。

以前按照摩尔定律，大家总认为芯片成本会不断降低，但是在28nm以后，如果采用FinFET工艺，单个晶体管的成本不降反升，所以，是成本让摩尔定律出现了危机！而这正是“22FDX”SOI平台要解决的问题，该技术最有价值的一点就是它提供的性能和功耗堪比FinFET，但成本却与28nm相当。

FinFET可以做到10nm和7nm级别，FD-SOI也具有相同的能力，并且成本更低。格罗方德认为，22FDX正好处于14LPP/LPE和10LLD之间，该公司的下一个目标是实现与10nm FinFET相对应的性能，但是可以降低20%~30%的芯片成本。

工艺节点之争

在智能手机处理器芯片方面，不管是高通、联发科，还是代工企业台积电和三星，均在力推10nm和7nm工艺，尤其是10nm，台积电已经明确表示将会在年底生产10nm芯片，而联发科（Helio X30）和华为海思（麒麟970）也表示会在年底采用台积电10nm FinFET技术代工。不过从10nm FinFET代工技术来看，台积电和三星暂时还难定输赢，台积电夺下了苹果的订单，三星拿下了高通的订单，两家力均势敌，因此，双方将在7nm一决高低。

从台积电和三星公布的7nm代工服务时间表来看，台积电将会在明年第一季度开始设计定案，并在2018年初量产；而三星也称将在2019年第四季度量产。此外，从设备方面来看，台积电和三星均采用了ASML的EUV光刻机，台积电将于2017年第一季度采用ASML的光刻机，部分用于7nm芯片制造，部分用于2020年以后的5nm芯片制造；三星则计划在2017年第二季度采用ASML的EUV光刻机，而EUV光刻机有助于提升7nm、甚至5nm芯片的良率。据统计，目前英特尔有5台EUV光刻机，带4台订单；台积电也有5台，带2台订单；三星有3台，带3台订单；格罗方德有1台，带1台订单。

虚实相间的工艺节点

实际上，不管是台积电还是三星，他们的芯片制造工艺线宽都没有达到实际的14nm/16nm，台积电客户透露，台积电目前量产的16nm苹果A10处理器，其实与英特尔的22nm制程差不多，高通也认可这一观点。

台积电目前的16nm工艺，原本计划和英特尔一样叫做20nm工艺，因为该制造工艺的最小线宽和量产的前一代20nm工艺差不多，只不过采用了FinFET技术，不过，对于同样的制造工艺，三星却称其为14nm，其实并非严格意义上的14nm，只是性能上等效14nm，因此，台积电也跟随三星虚称为16nm。

据了解，除了台积电、三星、格罗方德以外，目前制造工艺技术最先进的英特尔也存在虚报现象。台积电的16nm制程实际最小线宽是33nm，16nm FinFET Plus线宽则为30nm，而三星第一代14nm的最小线宽是30nm，14nm FinFET则是20nm，英特尔14nm制程经过测量后发现，分别是20nm和24nm。

对于究竟是几个纳米线宽，目前没有行业标准，太多产品没法定义。英特尔每年在研发上花100亿美元，而台积电才20亿美元，可以看出英特尔在技术上仍然领先，但领先的幅度已慢慢缩小。而对客户而言，看的不仅仅是技术领先与否，包含良率、耗电量等因素都在考量范围之内，而非只有制程一项因素而已。如果光从数字就可评断，那先前苹果A9芯片门事件也不会闹得沸沸扬扬了，毕竟三星的整体数字是优于台积电的。

很多半导体人认为，摩尔定律终究会终结，只是早晚的问题。我甚至怀疑，芯片真的会做到5nm吗？做到现在这个程度已经很厉害了，做到5nm设备成本太高。所谓摩尔定律终结在5nm时期，就是终结在成本上，其在技术层面实现是可以的，但真的实现的话，投片的成本太高，而性能的提升有限，所以意义不大。

国际电机电子工程协会（IEEE）指出，微处理器中的晶体管体积，将在2021年停止缩小。从时间方面来看，2021年，正好是台积电、三星等芯片代工厂5nm芯片开始量产的时候，如果IEEE预估准确的话，那就意味着摩尔定律终结在5nm工艺。

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