三星首款用于智能手機的5LPE SoC將于第四季度上市

作為其 2020年第三季度收益報告的一部分，三星電子透露了有關(guān)其合同半導(dǎo)體生產(chǎn)業(yè)務(wù)的一些最新信息。在第三季度，Samsung Foundry創(chuàng)下了有史以來財務(wù)最成功的季度，并開始出貨使用其5LPE(5納米，早期低功耗)生產(chǎn)的移動SoC。該合同制造商還打算在第四季度增加其高性能計算芯片的出貨量，這可能表明英偉達的供應(yīng)有所增加。

有史以來最高的季度銷售額

三星表示，由于移動芯片系統(tǒng)(SoC)和高性能計算(HPC)芯片的出貨量增加，其代工廠部門創(chuàng)造了新的季度高銷售記錄。

三星在一份聲明中說：“由于移動需求的回升和對高性能計算芯片的需求增加，鑄造業(yè)務(wù)實現(xiàn)了創(chuàng)紀錄的季度收入。” “該公司已通過開始銷售5納米移動產(chǎn)品和2.5D封裝確立了未來增長的地位。”

三星沒有透露哪種HPC芯片將其晶圓代工部門的銷售額提高到了歷史新高。眾所周知，該公司使用其7納米制造技術(shù)生產(chǎn)用于性能要求極高的應(yīng)用程序的IBM POWER10處理器，并且還制造Nvidia使用“ 8N”工藝的最新Ampere GPU。CPU和GPU在半導(dǎo)體領(lǐng)域都被視為HPC產(chǎn)品(因為它們使用適當(dāng)調(diào)整的節(jié)點)。

對于移動SoC，三星鑄造廠不僅繼續(xù)向三星LSI和其他客戶提供它們，而且還開始使用其領(lǐng)先的5納米制造工藝來提高三星的下一代SoC。

目前尚無關(guān)于在第三季度交付給IBM和Nvidia的數(shù)量的信息，但是這兩個大客戶不可避免地為該季度的Samsung Foundry收入做出了貢獻。此外，使用最新節(jié)點制造的SoC的價格也很高。

Q4收入增加：更多Nvidia的Ampere GPU?

第四季度通常對于晶圓代工廠來說是強勁的，因此三星期望其半導(dǎo)體生產(chǎn)業(yè)務(wù)的收入高于2020年第三季度也就不足為奇了，從而創(chuàng)下另一個季度收入記錄。值得注意的是，該公司預(yù)計其移動SoC和HPC芯片的銷售將推動其第四季度的銷售增長。

三星在聲明中寫道：“第四季度，該業(yè)務(wù)旨在通過擴大向主要客戶的移動SoC和HPC芯片的出貨量來實現(xiàn)創(chuàng)紀錄的季度收入。”

由于三星移動和其他智能手機制造商將在第四季度為其即將推出的產(chǎn)品存儲SoC，因此，并非無法預(yù)測三星鑄造廠將出售大量此類芯片。但是，如果三星鑄造公司真的將Nvidia的Ampere GPU視為“ HPC”產(chǎn)品，那么HPC出貨量的增加意味著三星鑄造公司將在第四季度向其合作伙伴銷售比第三季度更多的圖形處理器(這并不令人驚訝)。最終，這可能會提高實際GeForce RTX 30系列圖形卡的可用性。

5LPE生產(chǎn)中

三星鑄造的5LPE(5納米低功耗早期)制造技術(shù)是該公司7LPP(7納米低功耗性能)制造工藝的改進，該工藝已經(jīng)使用了一年多。

與7LPP相比，5LPE增強了極紫外(EUV)光刻工具的使用，以提供10%的性能提升(在相同的功率和復(fù)雜度下)或20%的功耗降低(在相同的時鐘和復(fù)雜度下)以及減少約25%的面積(1.33倍的晶體管密度，取決于確切的晶體管結(jié)構(gòu))。5LPE 在原始工藝中增加了幾個新模塊，包括具有智能擴散中斷(SDB)隔離結(jié)構(gòu)的FinFET，以提供額外的性能，第一代靈活的觸點放置(三星的技術(shù)類似于英特爾的COAG，有源柵上的觸點)，用于縮放，以及單用于低功耗應(yīng)用的鰭式設(shè)備。

三星表示，5LPE與7LPP在很大程度上是設(shè)計規(guī)則兼容的，這意味著這是過程的重新表征，而不是全新的技術(shù)。結(jié)果，5LPE設(shè)計可以重新使用至少一些為原始工藝設(shè)計的IP，從而降低了成本并加快了上市時間。但是，對于可以充分利用SDB等優(yōu)勢的IP，三星建議重新設(shè)計。

Samsung Foundry的首批5LPE芯片是在其位于韓國華 城的第一條 EUV專用V1生產(chǎn)線上生產(chǎn)的。最終，它將 在2021年下半年開始在韓國平澤市三星鑄造廠 即將推出的生產(chǎn)線中使用。

三星首批5LPE SoC：單芯片5G SoC，高端旗艦SoC

正如近年來通常發(fā)生的那樣，用于智能手機的片上系統(tǒng)(SoC)率先采用最新的制造工藝。三星首款使用5LPE制成的SoC是針對手機的。根據(jù)三星發(fā)布的幻燈片，生產(chǎn)中至少有兩個5LPE SoC。一種SoC是為旗艦智能手機設(shè)計的，因此針對性能和功能進行了量身定制(即，它沒有集成調(diào)制解調(diào)器);另一個SoC是為半高級手機開發(fā)的，因此帶有集成的5G調(diào)制解調(diào)器。

落后于臺積電，但領(lǐng)先業(yè)界

三星晶圓廠在第三季度的某個時候開始生產(chǎn)其5LPE技術(shù)，甚至開始向三星LSI交付第一批5納米SoC。相比之下，半導(dǎo)體制造公司(TSMC)在第二季度某個時候使用其N5節(jié)點開始了SoC的大批量生產(chǎn)。因此，三星晶圓廠的5納米節(jié)點要落后其競爭對手數(shù)個月。

但是，對于基本上是IDM(集成設(shè)備制造商)的三星來說，落后于全球最大的半導(dǎo)體合同制造商臺積電(TSMC)一點也不難。值得注意的是，該公司領(lǐng)先于其他行業(yè)，包括另一個巨大的IDM英特爾。其他代工廠決定專注于特殊制造工藝，并在幾年前退出了領(lǐng)先的競爭，因此他們不會在短期內(nèi)推出其5納米級節(jié)點的版本。

Samsung Foundry無法透露其客戶的名字，但看起來目前，該合同芯片制造商僅為Samsung LSI生產(chǎn)5LPE芯片。從歷史上看，Samsung Foundry的LPE節(jié)點主要由Samsung LSI使用。相比之下，其他客戶則選擇了更成熟的產(chǎn)品，例如LPP，LPC(低功耗成本)或LPU(低功耗旗艦版)。但是請記住，這里有Arm的5LPE POP(處理器優(yōu)化包，為某個節(jié)點優(yōu)化的Arm核心的物理實現(xiàn))產(chǎn)品，Cadence和Synopsys等公司提供的許多工具來支持5LPE設(shè)計，除了臺積電，可以合理預(yù)期，三星電子以外的許多客戶將使用三星的5LPE。

不過，這很吸引人。在與分析師和投資者的電話會議中，三星代工負責(zé)人表示，該業(yè)務(wù)部門即將完成其第二代5nm和第一代4nm產(chǎn)品的設(shè)計。

“在第四季度，我們將通過完成第二代5-nano產(chǎn)品和第一代可移動使用的4-nano產(chǎn)品的設(shè)計，繼續(xù)努力擴大先進工藝的飛躍，” Seung Hoon Han說。

Samsung Foundry的公開路線圖沒有列出5LPP技術(shù)(它在一年前就列出，但是當(dāng)它計劃轉(zhuǎn)移到4 nm的GAAFET時–從那時起已被刪除)，但是它確實具有4LPE和4LPP節(jié)點。此時，尚不清楚是否有第二代5nm技術(shù)。Samsung Foundry的高級副總裁提到5LPE已實現(xiàn)了所有良率和性能可的持續(xù)過程改進(CPI)(不太可能因為它們是基于對數(shù)以千計的芯片的統(tǒng)計分析而實施的)，或者確實有“通用的5LPP技術(shù)”以及用于移動SoC的4LPE。

2021年更多的客戶和可觀的增長

對于客戶而言，有必要注意的是，三星鑄造公司有望在明年吸引新的大客戶。為了獲得新訂單，這家合同芯片制造商打算擴大其可以解決的高端應(yīng)用程序的數(shù)量，這實質(zhì)上意味著引入帶有可以使特定應(yīng)用程序受益的模塊的工藝技術(shù)。

三星在聲明中寫道：“該公司預(yù)計，到2021年，晶圓代工業(yè)務(wù)的增長將大大超過該行業(yè)的增長。” “它計劃使HPC，消費者和網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的應(yīng)用多樣化，并確保其他主要客戶的安全。”

就在幾天前，英特爾公司的Raja Koduri 在三星的Advanced Foundry生態(tài)系統(tǒng)(SAFE)論壇上作了 演講，該論壇自然地(重新)傳聞?wù)f，世界領(lǐng)先的CPU供應(yīng)商可能會將其部分產(chǎn)品外包給Samsung Foundry。英特爾最近在其7納米制造工藝中遇到了問題， 現(xiàn)在正在考慮將使用該技術(shù)的某些組件外包給第三方。到目前為止，英特爾首席執(zhí)行官鮑勃·斯旺(Bob Swan) 已確認 該公司一直在與臺積電(TSMC)合作，該公司是長期合作伙伴，該公司制造了該公司近年來收購的許多英特爾產(chǎn)品線。

請記住，GlobalFoundries和聯(lián)合微電子公司(UMC)近年來放棄了開發(fā)前沿的制造工藝，因此完全有理由證明Samsung Foundry對于需要大型節(jié)點的大型客戶的降落訂單感到樂觀。