台积电的新5nm制造工艺在每个晶片上都特别昂贵。
作为一种新的晶圆,晶体密度使其特别适用于具有大量晶体管的芯片。
随着新制造技术的出现,由于节点所需资金的增加,晶圆的价格将上涨。
半导体博客作者RetiredEngineer发布了一张表格,列出了2020年台积电每个节点上的假设芯片的销售价格。
该模型基于假设的5nm芯片,芯片大小为Nvidia P100 GPU(610平方毫米,90.7)十亿个晶体管,强度为148.2MTr / mm2)。
在每个图案化的300mm晶圆的晶圆代工销售价格方面,该模型考虑了以下因素:资本支出,能耗,折旧,组装,测试和包装成本,晶圆代工营业利润率以及其他因素。
同时,每个芯片的代工厂销售价格还包括设计成本,但是这个数字因公司而异,并且因节点而异(即,不同公司使用的610平方毫米5nm设计的成本是不同的) ,以及610平方毫米芯片的实现方式也不同)由于设计规则和IP不同,每个节点之间也是如此,因此应谨慎对待。
台积电采用N5技术处理的300mm晶圆估计售价约为16,988美元。
相比之下,全球最大的半导体合同制造商使用其N7节点图案化的300mm晶片的价格约为9,346美元,而使用16nm或12nm技术制造的300mm晶片的价格为3,984美元。
有许多因素使台积电的N5节点如今使用起来如此昂贵。
首先,台积电在几个月前开始生产5nm芯片,其晶圆厂和设备尚未贬值。
其次,N5严重依赖于极端紫外光刻技术的使用,最多可以覆盖14层。
使用。
根据ASML的数据,每个月大约有45,000个晶片开始时,EUV层需要使用Twinscan NXE步进扫描系统。
据信,每台EUV光刻机的成本约为1.2亿美元,而且这些扫描仪的运行成本也很高。
鉴于台积电的规模,其N5技术需要大量此类光刻机。
因此,台积电要花一些时间折旧N5所使用的晶圆厂和设备。
但是,即使以目前的成本计算,由于其高晶体管密度和高性能,对于高度复杂的芯片制造商来说,使用台积电的领先工艺也很有意义。
根据提供的数字,使用N5制作610平方毫米芯片的成本为238美元,而使用N7制作同一芯片的成本为233美元。
在16 / 12nm节点上,相同的处理器将更大,制造成本为331美元。
与N7相比,在N5处,该芯片不仅会相对较小(更精确地说是610平方毫米),而且在给定功率下运行速度也会加快15%,并且在给定频率下功耗会降低。
30%。
台积电(TSMC)表示,其N5的使用寿命内缺陷密度低于N7,因此芯片设计人员可以预期,基于N5的芯片的最终产量通常会高于基于N7的IC。
考虑到N5使用EUV单模式而不是DUV多模式这一事实,值得期待。
由于台湾巨人尚未确认实际数据,因此在比较节点时,必须注意数据可能不是100%正确的。