ameya360:2023年十大科技产业脉动晶圆代工、内存、闪存有何趋势?

2022年10月12日 09:28    发布者:Ameya360
  纯晶圆代工厂制程由16nm开始从平面式晶体管结构(Planar Transistor)进入FinFET世代,发展至7nm制程导入EUV微影技术后,FinFET结构自3nm开始面临物理极限。先进制程两大龙头自此出现分歧,TSMC延续FinFET结构于2022下半年量产3奈米产品,预计2023上半年正式产出问世,并逐季提升量产规模,2023年产品包含PC CPU及智能手机SoC等;而Samsung由3nm开始导入基于GAAFET的MBCFET架构(Multi-Bridge Channel Field-Effect Transistor),于2022年正式量产,初代产品为加密货币挖矿芯片,2023年将致力于第二代3nm制程,目标量产智能手机SoC。两者3nm量产初期皆仍集中在对提高效能、降低功耗、缩小芯片面积等有较高要求的高效能运算和智能型手机平台。

  成熟制程如28nm及以上方面,晶圆代工业者聚焦特殊制程多角化发展,由逻辑制程衍伸出包括HV(High Voltage)、Analog、Mix-signal、eNVM、BCD、RF等技术平台,用以专业化生产智能手机、消费性电子、高效能运算、车用、工业控制等领域所需周边IC,如电源管理IC、驱动IC、微控制器(MCU)、RF(Radio Frequency)等,在5G通讯、高效能运算、新能源车与车用电子等半导体特殊元件消耗增加趋势下,亟需仰赖多元特殊制程支持,使其更专精于达到各领域所需之特殊用途。

  DRAM存储器新世代逐渐成形,NAND Flash加速200层以上技术发展

  DRAM方面,伴随疫情带动企业数位转型加速,除了服务器出货更聚焦于数据中心外,也让新型态的存储器模块开始聚拢,其中尤以CXL规范的模块为主。由于服务器系统的插槽数量有限,因此透过CXL的采用使整机高速运算时能够避开该限制,增加可支援系统运用的DRAM数量。2023年server CPU如Intel Sapphire Rapids与AMD Genoa不但将支援CXL 1.0,以及DRAM模块将采用DDR5,再者,为了使AI与ML(Machine Learning)的运算有效运行,部分server GPU也将导入新一代的HBM3规格,因此在存储器厂商与多家主芯片提供者的规划下,新一代存储器世代已经逐渐形成,期望在2023年陆续斩获市场。

  NAND Flash方面,2023年堆栈层数加速,预计将有四家供应商迈向200层以上技术,甚至部分厂商也将量产PLC(Penta Level Cell),期望在单位成长进一步优化下,有机会取代HDD在服务器上的应用。在SSD传输界面上,2023年随着Intel Sapphire Rapids及AMD Genoa的量产,enterprise SSD界面将进一步提升至PCIe 5.0,而传输速度更可达32GT/s,用以AI/ML等高速运算需求,也有助于enterprise SSD平均搭载容量的快速提升。

  深耕车用IC设计为趋势,第三类半导体则崭露头角

  全球汽车产业朝C-A-S-E趋势前进,带动车用半导体强劲需求,车用半导体主要分为IDM与Fabless两大类别。IDM身为传统车用芯片供应商,在各类ECU的布局相当完整,并逐渐从传统分散式架构演进为域控制器(Domain Control Unit,DCU)与区域控制器(Zone Control Unit,ZCU)架构;而Fabless则持续深耕车用高效能运算领域,发展车载资通讯系统与处理自驾运算的SoC。伴随汽车功能复杂化,驱使ECU中的32-Bit MCU跃升为市场主流规格,2023年其渗透率将超过60%,产值达74亿美元,并将朝向28nm(含)以下制程发展。此外,自驾车需具备高效能运算AI SoC,持续朝5nm(含)以下先进制程开发、算力将达到1,000 TOPS迈进,与MCU等芯片共同加速全球汽车产业升级。