来源:"Progress in EUV lithography toward manufacturing", Proc. SPIE 10143, Extreme Ultraviolet (EUV
另外,EUV带来的价值还包括(1)图案保真度会明显更高 。传统多重曝光技术的一大问题就是图案保真度并不好,比如像上面这个图案一样,最终获得的图案与预期存在出入 。三星表示,EUV 2D保真度相比ArF多重曝光要优秀70%;
(2)设计弹性更大,比如双向金属配线(bi-directional metal routing),路径、配线会变得更简单;(3)更紧致的关键尺寸分布(CD distribution);(4)在SRAM cache存储部分,单次曝光2D EUV,布局图案变小至多50%,所以三星目前在SRAM部分相较其他竞争对手的同代工艺有着最高的密度,bit-cell尺寸为0.0262μm2 。
针对密度增加,三星还为7nm LPP增加了一些特别的结构方案,比如说cell高度缩减——而且是只有EUV可以做到的;7nm LPP还重新引入了SDB(single-diffusion break,single dummy gate单虚拟栅) 。
如果我们对旧数据做个粗略的统计,则三星7nm LPP在晶体管密度方面,相比台积电N7工艺略有优势,但不及同样用上了EUV的N7+ 。WikiChip在去年10月最新的预计为三星7nm LPP HD高密度cell方案的晶体管密度在95.08 MTr/mm2,而HP高性能方案的晶体管密度则在77.01 MTr/mm2 。
来源:WikiChips(注:我们对本图进行了二次演绎)
上面这张图并没有算上台积电的N7+(和N6),若按台积电宣称N7+的密度增加20%来算,台积电N7+的晶体管密度应该显著高于三星的7LPP HD高密度cell方案,低于三星6LPP HD(密度提升18%) 。另外,仅以密度判断工艺成熟与否也是不科学的,这些数据仅作为参考 。
目前比较知名采用三星7nm LPP工艺的芯片应该就是Exynos 9825了——即应用于Galaxy Note 10手机的那颗SoC 。实际上,Exynos 9820与9825是非常利于对比三星8nm与7nm工艺差别的两款SoC,因为9825实际各个层面的提升都不大,基本只有CPU的一组核心略加了频率 。不过市面上还没有Exynos 9825的详细数据,比如die size;从NoteBookCheck的测试数据来看,两者未能表现出大差别 。
Exynos 9825更像是三星的练手之作:三星似乎一直有这样的传统 。多年前Exynos 5430,就各部分设计IP看来属于Exynos 5422(Galaxy S5)的小升级;不过5430实际是三星在20nm工艺上的第一次练手,这颗芯片也从未大面积铺货,而作为从中学习经验的产品:Exynos 9825看起来也是如此 。
无论今年苹果A14将采用何种工艺(传言称由台积电N5节点全包揽),以及7nm这个节点的寿命还有多久,跨入EUV的厮杀显然已经由Kirin 990 5G、Exynos 9825这些非大量出货的SoC吹响了号角,7nm也是台积电和三星练手EUV的第一步 。有关另一个尖端制造工艺的参与者:Intel的10nm与7nm,我们还将在未来的文章中做进一步的介绍 。
更新:三星在后续发布的5nm、4nm路线图中,更新了其7nm LPP工艺节点的信息(早前三星定义的7nm第二代,如今似已明确为5nm LPE,原本的7nm LPE初代则已成为明确的三星7nm节点——且当前已不分LPE与LPP) 。因此本文最初呈现三星7nm LPP的数据有误,现已在文中更正了三星7nm LPP节点的晶体管密度 。请注意,初版数据与本文更新后的数据出入较大 。
(今完)
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