格芯放弃 7 nm LP 工艺的背后，原来是这三重考虑

来源：芯师爷        文 | 李 彪

北京时间8月28日，格芯(GlobalFoundries)宣布，他们将无限期暂停7nm LP工艺的开发，以便将资源转移到更加专业的14nm和12nm FinFET节点的持续开发上。 同时宣布，独立ASIC设计服务！这意味着，7nm LP领域三辆马车并驾齐驱的时代终结，只剩下台积电和三星电子。

既然木已成舟，我们不妨来看看格芯放弃7 nm LP背后，有哪些值得考量的因素。笔者认为，格芯之所以出现这样的战略调整，主要有三大因素，一是技术层面的考量，二是市场层面的考量，三是经济层面的考量。

7 nm LP研发难度陡增 

光刻机与线宽困难重重

先来说下格芯技术层面的考量。首先肯定的是，7 nm LP工艺目前被看作是摩尔定律下的半导体工艺一个转折点。众所周知，在制程推进到10nm以内后，研发难度会越来越大，这点从Intel的10nm从2016年跳票到2019年就可以看出。此前，得益于三星背后的支持，格芯的7nm走在前列。顺便一提，国内厂商中芯国际也才研发到14 nm，而且要到2019年实现量产。

由此可见， 7nm 研发难度极大，那到底难在哪？

第一，7 nm的工艺精度已经趋近于传统光刻机的极限。我们知道，任何一台光刻机所能刻制的最小尺寸，基本上与它所用的光源的波长成正比。波长越小，尺寸也就越小。目前的主流生产工艺采用的是荷兰艾斯摩尔生产的步进式光刻机，所使用的光源是193nm的氟化氩(ArF)，经过浸液和多次曝光，才能将波长缩短到14 nm。

现在要研发7 nm LP工艺，如果继续采用传统的光刻机，那么毫无疑问，刻出来的线条误差会很大，并且很难控制。受此影响，产品的良率要求变便很难达到，也就意味着它的市场前景堪忧。

有人或许会提出疑问，为什么不采用极紫外光刻机？它的光源波长才13 nm，但是，采用极紫外光刻机也伴随一系列难题。例如没有合适的介质可以用来折射光，构成必要的光路，因为这个技术里面的光学设计全部是反射。在如此高的精度下，设计如此复杂的反射光路，难度之大可想而知。

第二，线宽逼近极限带来的电阻电容的增大变得不可忽视。一方面，同样材质的前提下，越细的导线电阻越大。当工艺进入7 nm之后，线上的电阻远远大于过去22 nm、14 nm、10 nm工艺。为此，Intel采用贵金属钌来解决线上电阻太大的问题。另一方面，由于FinFET的Fin越来越小，导致对电流的控制越来越难，所以，不得不采用增加Fin的高度来提高控制。但如此一来，又会增加晶体管的电容，从而使速度大大下降。

放弃7 nm小众市场 

继续扩大自身优势

再来看下格芯从市场层面如何考虑，在全世界众多半导体制造商里，目前能够达到这个高度的厂家屈指可数。但需要着重指出的是，7 nm虽然领先，不过应用的领域有限。也就是说，目前情况下，要求一定要 7nm LP工艺的领域的不多。

从目前的情况来看，芯片厂商主要营收贡献来自28 nm。过去40纳米营收用了13季超越65 nm，28纳米因搭上了行动装置的热潮，只用了6季便超越40 nm。先进制程如20/16 nm制程从推出至今已达7季，虽维持高档，但仍未超越28 nm。

从市场的另一个角度来看，价格乘上销售数量等于营收，20/16 nm制程的代工价格必定高于28 nm制程，但营收却未高过于28 nm，可依此推论，终端客户对20/16 nm制程的需求远低于28 nm制程。且在2016第一季时，20/16 nm制程的营收较上季下滑，28 nm制程却较上季上升。

格芯方面表示，他们正在重新部署具备领先优势的FinFET发展路线图，以服务未来几年采用该技术的下一波客户。公司将相应优化开发资源，让14/12纳米 FinFET平台更为这些客户所用，提供包括射频、嵌入式存储器和低功耗等一系列创新IP及功能。

一方面，如若格芯死磕7 nm技术，势必会消耗大量人力财力，而从目前的市场情况来看，它的刚需并不够。因此，放弃7 nm LP研发是合理的市场定位战略。

另一方面，格芯将资源转移到更加专业的14nm和12nm FinFET节点的持续开发上，而这两个制程也是格芯优势所在。因此，放弃7 nm FinFET转向14 nm和12 nmFinFET，能够继续扩大自身优势，抢占市场份额。

格芯囊中拮据 不得已壮士断腕

格芯首席技术官 Gary Patton 在接受 AnandTech 采访时称，格芯选择放弃7 nm LP工艺主要是出于经济方面的考虑。他还指出，有关格芯的 5-nm 和 3-nm 节点的未来发展，也已经被搁置。

半导体的14 nm工艺已经有数家可以流片，10 nm已经有多家厂商拥有流片技术或者正在研发。而随着工艺难度的提升，开发难度会越来越大，需要投入的研发资金也会越来越多。

尽管格芯是全球第二大芯片代工商，但研发资金也是捉襟见肘。数据显示，该公司难以吸引到长期的业务，来支撑 7nm、5nm、甚至 3nm 制程所需的巨额现金。

与此同时，格芯还将削减就业岗位，具体数量尚未确定。再者，一般来说，大型企业的研发资金一般占据营业额的10%-15%，基于研究公司IC Insights的数据，格芯的市场份额约为10%。如若把相当一部分资金用于应用不足且耗资巨大的7 nm LP研发上，那企业其他方面的也会受到影响，比如产品销售、品牌推广等，甚至于拖累自身优势，以至于出现财政赤字拖垮公司。

因此，出于经济层面的考量，格芯放弃放弃7 nm LP研发也是无奈之举，不得已才壮士断腕。

综合来看，笔者认为，格芯这一官宣举动，与其说是战略方向之变，不如说是明哲保身之举。一来，切掉高耗能项目；二来，继续奠定自己的优势；三来审时度势，继续观望7 nm。