今年起，6nm工藝制程現(xiàn)“大熱”之勢，成為市場寵兒。憑借性能、成本方面的超高性價比優(yōu)勢，在7nm迭代演進(jìn)，5nm產(chǎn)能吃緊的趨勢和背景下，6nm受到手機(jī)芯片廠商追捧，聯(lián)發(fā)科搶得先機(jī)，高通快速跟進(jìn)，紫光展銳強(qiáng)勢入局。

分析人士指出，無論是從研發(fā)成本還是時間成本，6nm作為性價比較高的EUV工藝，是在7nm后，5nm前的一個合適選擇。6nm也因此有望成下一個被廣泛使用和長期服務(wù)的制程節(jié)點(diǎn)。而隨著下半年5G終端逐步進(jìn)入主流消費(fèi)價位，6nm賽道“槍響”，標(biāo)志著5G手機(jī)芯片市場的競逐全面開啟。

臺積電的獨(dú)角戲

作為業(yè)界僅有的兩家率先推進(jìn)到個位數(shù)制程工藝的芯片代工廠商，三星和臺積電各自7nm至5nm的制程演進(jìn)路線中，6nm是后者的獨(dú)有標(biāo)簽。

這個臺積電于2019年Q2宣布開發(fā)，并于去年Q1試產(chǎn)今年Q1量產(chǎn)，代號為N6的制程工藝技術(shù)，源于臺積電的7nm節(jié)點(diǎn)（N7），被視為7nm工藝的優(yōu)化和延伸。

在N6之前，臺積電的7nm制程主要包括：N7（第一代7nm），采用DUV技術(shù)；N7P，在N7基礎(chǔ)上，優(yōu)化了前端（FEOL）和中端（MOL）制程，仍采用DUV技術(shù)；N7+，在7nm基礎(chǔ)上，采用EUV技術(shù)。

臺積電的N6是N7的EUV等效工藝，比N7+多一層EUVL（根據(jù)行業(yè)研究機(jī)構(gòu)wikichip2019年給出的分析，N7+使用4層EUVL，N5最多使用14層EVUL），這使得N6在邏輯密度上較N7有18%的提升。

而N6作為在N7+和N5之后推出的制程，其后發(fā)的優(yōu)勢是能夠更好借鑒后兩者在開發(fā)過程中積累的EUV方面的經(jīng)驗(yàn)，對于6nm，臺積電獨(dú)有“關(guān)照”之意。

在一位芯片代工廠商人士看來，6nm對于行業(yè)的最大貢獻(xiàn)在于EUV加持之后，芯片生產(chǎn)制作交期大大縮短。

“以前用DUV跑三層Mask（光罩），現(xiàn)在用EUV一層光罩就可以實(shí)現(xiàn)，變相提高了生產(chǎn)效率，有助于加快產(chǎn)品上市，迅速搶占市場。臺積電的N6相對于N7，預(yù)計(jì)生產(chǎn)過程中會減少12~18層Mask，如果生產(chǎn)Cycle Time(循環(huán)時間) 按1.5天/層算，相當(dāng)于縮短了18~27天生產(chǎn)周期，同時，由于Mask層數(shù)大幅減少，良率也能夠?qū)崿F(xiàn)提升。”該人士表示。

6nm并沒有出現(xiàn)在三星的制程演進(jìn)路線圖中，但一位熟悉三星代工業(yè)務(wù)的行業(yè)人士透露，其實(shí)三星有6nm節(jié)點(diǎn)選項(xiàng)，但并不對外，只供兩個大客戶使用。 

三星的7nm和5nm是在一代，6nm、5nm都屬于7nm的持續(xù)改良版，并全部采用EUV技術(shù)。盡管目前6nm紅利被臺積電“獨(dú)享”，但上述行業(yè)人士認(rèn)為，對于6nm三星并不太“care”。

“因?yàn)镋UV機(jī)臺是個‘新事物’，所有制程都存在不穩(wěn)定的因素，需要三四年的時間沉淀和積累經(jīng)驗(yàn)，三星更看重的是在明年的4nm節(jié)點(diǎn)，拿出與臺積電一戰(zhàn)的競品，在3nm轉(zhuǎn)向GAA前，將FinFET推至巔峰。因此，6nm并不是三星的戰(zhàn)略重點(diǎn)。”該人士表示。

一位半導(dǎo)體行業(yè)分析人士指出，三星代工制程演進(jìn)路線的重要節(jié)點(diǎn)是7nm/5nm、4nm、3nm，相對每年都會在制程上進(jìn)行優(yōu)化的臺積電而言，因?yàn)楣こ處熧Y源較少，三星的策略是集中優(yōu)勢攻克關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，目前主要精力是在5nm之后的4nm和3nm上。

超高性價比受追捧

幾年前，當(dāng)臺積電6nm制程對外公布后，業(yè)界曾擔(dān)憂芯片設(shè)計(jì)商是否會傾向使用6nm制程。有觀點(diǎn)稱由于N6比N7略有改進(jìn)，率先采用N7技術(shù)的公司可能更愿意直接采用N7+，甚至5nm工藝來制造下一代芯片產(chǎn)品。

這顯然低估了6nm的地位和價值，如今6nm已經(jīng)成為廣受歡迎的制程節(jié)點(diǎn)，有望作為長周期工藝“持續(xù)輸出”。

6nm受到追捧，固然有市場營銷上“推陳出新”的因素存在，但更重要的原因在于身處7nm（迭代演進(jìn)）和5nm（成本較高，產(chǎn)能緊張）之間，6nm體現(xiàn)出的技術(shù)與成本“超高性價比”優(yōu)勢，迎合了市場的主流需求。

紫光展銳市場部技術(shù)規(guī)劃相關(guān)人士在接受集微網(wǎng)采訪時表示，臺積電的5nm是全新一代工藝，在密度和性能上確實(shí)實(shí)現(xiàn)了顯著提升，屬于完整的節(jié)點(diǎn)升級。目前量產(chǎn)的第一代5nm工藝，雖然理論性能和功耗優(yōu)于6nm，但由于是初代工藝，存在成本過高和優(yōu)化深度不足的問題，更適合在旗艦產(chǎn)品進(jìn)行嘗試，目前量產(chǎn)的5nm已經(jīng)驗(yàn)證了這一點(diǎn)。

“與6nm不同，5nm要求客戶從頭開始設(shè)計(jì)產(chǎn)品。因此，無論是從研發(fā)成本還是時間成本來說，6nm都是在7nm后，5nm前的一個合適選擇。作為性價比較高的EUV工藝，6nm可以同5nm搭配，實(shí)現(xiàn)旗艦和中高端產(chǎn)品的搭配。”該人士表示。

另一位芯片設(shè)計(jì)廠商人士表示，臺積電的N6與N7具有100%兼容的設(shè)計(jì)規(guī)則，可以復(fù)用相同的設(shè)計(jì)生態(tài)系統(tǒng)（如EDA工具、IP），共用產(chǎn)線產(chǎn)能。有過7nm設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的芯片廠商可以直接無縫遷移至6nm，從而降低設(shè)計(jì)上的時間和經(jīng)濟(jì)成本。

“6nm可以在性能和功耗間取得更佳的平衡點(diǎn)，能夠更好滿足5G芯片的高集成度和低功耗的要求。作為7nm工藝的優(yōu)化延伸，6nm工藝在集成度、功耗、成本等方面略優(yōu)于7nm，可以使芯片功耗降低8%，芯片尺寸減小約15%，提供更長的續(xù)航時間。”該人士介紹。

此外，6nm受到追捧的另一個原因是有助于緩解目前芯片行業(yè)普遍遭遇的產(chǎn)能緊張問題，在交付周期上的優(yōu)勢使得芯片廠商能夠快速應(yīng)對供應(yīng)不足帶來的挑戰(zhàn)而快速調(diào)整市場對策。

上月，高通發(fā)布旗下首款6nm 5G SOC驍龍778G，高通高級副總裁兼移動、計(jì)算及基礎(chǔ)設(shè)施業(yè)務(wù)總經(jīng)理阿力克斯·卡圖贊（Alex Katouzian）在接受集微網(wǎng)采訪談及選擇6nm的考量時，首先就強(qiáng)調(diào)了6nm工藝制程有助于高通建立多元的芯片供應(yīng)格局，確保面向OEM廠商提供充足的產(chǎn)能，其次他也認(rèn)為高通在7nm節(jié)點(diǎn)同臺積電有過合作，切換到6nm也是一個相對自然且容易的過程。

有望成為“長壽”制程

不止在手機(jī)芯片領(lǐng)域，在GPU、高性能計(jì)算、AI、5G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施等領(lǐng)域，6nm同樣迎來廣泛需求，一如當(dāng)年7nm掀起的浪潮那般洶涌。

除了高通、聯(lián)發(fā)科、紫光展銳等手機(jī)芯片廠商今年大量采用6nm外，有外媒報道稱，英特爾今年在臺積電訂下18萬片晶圓大單，全部采用6nm用于GPU產(chǎn)品；AMD的下一代CPU和GPU產(chǎn)品也將采用6nm制程，此外還有礦機(jī)、5G基站等產(chǎn)品也都將向6nm遷移。

近日，臺積電還首次發(fā)布了6nm射頻工藝制程N(yùn)6RF，5G射頻IC以及WiFi 6/6e芯片有望借助6nm得到進(jìn)一步升級，推動射頻領(lǐng)域的變革。

受行業(yè)需求的推動，6nm在臺積電的營收占比中快速攀升。根據(jù)臺積電最新公布的信息，去年第四季度6nm只占7nm營收的15%，而在今年年底，這一比例將達(dá)到48%-50%。

2019年臺積電推出6nm制程技術(shù)時曾做出預(yù)期，大部分采用N7工藝的客戶最終將轉(zhuǎn)向N6節(jié)點(diǎn)，目前也確實(shí)看到這樣大量遷移的趨勢。業(yè)界看來，由于N7普及度更高，所以N6也會非常受歡迎，6nm工藝將成為臺積電下一個廣泛使用、長期服務(wù)的制程節(jié)點(diǎn)。

“從工藝發(fā)展歷程上看，在一些關(guān)鍵技術(shù)上都會出現(xiàn)生命周期相對較長的節(jié)點(diǎn)，6nm是5G SoC量產(chǎn)后首個主力優(yōu)化的節(jié)點(diǎn)，而且臺積電已經(jīng)發(fā)布了6nm RF工藝，從支持的產(chǎn)品形態(tài)和相對較優(yōu)的集成度、功耗、成本方面看，預(yù)期6nm節(jié)點(diǎn)將擁有一個相對較長的生命周期。”上述紫光展銳相關(guān)人士告訴集微網(wǎng)。

在上述行業(yè)分析人士看來，臺積電對于6nm的定位是在5nm退出后，把現(xiàn)有的7nm產(chǎn)能整合成為一個長期提供的“高性價比工藝”。

“28nm、14nm、7nm都屬于大節(jié)點(diǎn)，具有長生命周期，6nm非常有可能實(shí)現(xiàn)對于7nm的完全替代，未來有機(jī)會成為像28nm那樣具有高性價比的‘長壽’制程節(jié)點(diǎn)。”該人士表示。

在全球半導(dǎo)體行業(yè)普遍遭遇產(chǎn)能緊張?zhí)魬?zhàn)之時，6nm的火熱不免帶來供應(yīng)方面的擔(dān)心。但臺積電方面信心十足，其高層曾表示，今年7nm產(chǎn)能將比2018年大幅成長超過4倍。此外，臺積電還公布了未來三年投入1000億美元增加產(chǎn)能的計(jì)劃，其中包括今年250-280億美元的資本指出。

紫光展銳市場部技術(shù)規(guī)劃相關(guān)人士表示，6nm工藝是一個在集成度、功耗、成本等方面相對均衡的節(jié)點(diǎn)，主流廠商的產(chǎn)品向6nm工藝集中是可以被預(yù)估的，相信臺積電對相關(guān)情況也會有所預(yù)期并制定相應(yīng)的應(yīng)對策略。

今年下半年，搭載紫光展銳首款6nm 5G SoC（唐古拉T770）的終端即將上市，紫光展銳CEO楚慶此前在接受集微網(wǎng)采訪時表示，今年的6nm產(chǎn)品供貨充足。

5G芯片市場競爭加劇

一周前，搭載高通首款6nm芯片驍龍778G的榮耀50剛剛發(fā)布，OPPO、小米、iQOO、MOTO、realme等多款搭載驍龍778G的手機(jī)新品也正在路上，加之提前在6nm上布局多時的聯(lián)發(fā)科，以及即將上市的紫光展銳唐古拉T770，可以預(yù)見的是，作為6nm產(chǎn)能需求大戶，手機(jī)芯片廠商在下半年注定會有一番廝殺。

聯(lián)發(fā)科很早便決定在6nm壓下重注，在2019年聯(lián)發(fā)科全球大會期間，聯(lián)發(fā)科CEO蔡力行在接受集微網(wǎng)專訪時便曾透露其在6nm上的雄心，他表示聯(lián)發(fā)科會在7nm和5nm上持續(xù)跟進(jìn)，但6nm才是聯(lián)發(fā)科發(fā)力的重點(diǎn)。

當(dāng)時就有業(yè)界分析指出，由于蔡力行曾擔(dān)任臺積電總經(jīng)理，對晶圓代工制程及投片成本相當(dāng)熟悉，選擇以6nm制程投片，不僅效能較7nm強(qiáng)化不少，又可免除5nm高昂的光罩成本，還可以搶攻主流市場。

今年以來，聯(lián)發(fā)科相繼發(fā)布天璣1200、1100、900等6nm新品，憑借在6nm上的先發(fā)優(yōu)勢以及穩(wěn)定的產(chǎn)能供應(yīng)，帶動整體業(yè)績大漲。今年前4個月，聯(lián)發(fā)科月營收增長同比均在75%以上（78.29%、78.66%、75.89%、78%），5月更是達(dá)到89.76%，蔡力行在接受采訪時指出，營收提升關(guān)鍵在于6nm制程的手機(jī)芯片沒有遇到缺貨問題。

研調(diào)機(jī)構(gòu) Counterpoint 公布的最新數(shù)據(jù)顯示，今年第一季度聯(lián)發(fā)科SoC在全球智能手機(jī)SoC 市場的市占率達(dá)35%，已經(jīng)連續(xù)三個季度位居全球第一，華為海思因受制裁導(dǎo)致市場份額大幅下降之后，聯(lián)發(fā)科受益頗多。

高通在3月發(fā)布三星5nm制程工藝的驍龍780G后，又在5月發(fā)布臺積電6nm工藝的驍龍778G，業(yè)界看來，如此快速切入6nm，采用雙代工廠策略，一方面是緩解產(chǎn)能壓力，另一方面，就是為了應(yīng)對來自聯(lián)發(fā)科的挑戰(zhàn)，強(qiáng)化中高端市場，攜三季度銷售旺季卷土重來，反撲聯(lián)發(fā)科。此前還有媒體爆料稱，高通今年6nm的5G芯片庫存高達(dá)6000萬顆，這將在下半年給聯(lián)發(fā)科面帶來明顯壓力。

一位手機(jī)行業(yè)分析人士指出，隨著5G快速成長期的消退，手機(jī)芯片廠商的競爭，戰(zhàn)場可能會在中低端市場開打，加之芯片缺貨問題在今年年底才有望獲得改善，今年Q3、Q4芯片大廠將普遍面臨營收壓力，高通、聯(lián)發(fā)科、紫光展銳三大5G芯片廠商之戰(zhàn)將要打響，特別是前兩者之間的競爭將異常激烈。

“5G芯片目前處于前期發(fā)展和高速迭代階段，5G芯片和終端產(chǎn)品仍處在高附加值階段，但隨著新品的逐步加入和價位下沉，5G芯片和終端將會逐步步入主流消費(fèi)價位，尤其是在終端占比超過1/3的100～200美元價位段的產(chǎn)品，這將進(jìn)一步加劇5G芯片和終端手機(jī)市場的競爭，品牌集中將更加劇烈。”該人士表示