半导体行业观察

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中国团队披露新型晶体管,VLSI 2025亮点回顾
半导体行业观察· 2025-07-22 08:56
芯片制造技术进展 - 中国北京大学展示FlipFET设计 实现与CFET类似PPA而无需单片或顺序集成难题 [2] - FlipFET工艺在晶圆正面形成FinFET NMOS 背面形成FinFET PMOS 两者性能良好 [8] - FlipFET关键工艺步骤包括晶圆翻转和背面晶体管形成 共8个主要步骤 [11] - FlipFET优势在于自对准晶体管堆叠 无需高纵横比工艺 但面临成本和良率挑战 [12] - 中国实验室进一步创新FlipFET设计 包括自对准栅极和4堆叠晶体管方案 [13] DRAM技术发展 - DRAM面临4F2和3D两个拐点 6F2架构只能扩展到1D节点 [16] - 4F2单元尺寸为6F2三分之二 理论上密度可提高30% [23] - 4F2关键推动因素是垂直沟道晶体管 但制造难度更高 [24] - 4F2架构面临高纵横比蚀刻和沉积挑战 需EUV图案化 [31] - 3D DRAM同步开发中 中国芯片制造商可能成为该领域颠覆者 [36] 台积电技术创新 - 台积电研发BEOL金属层内eDRAM阵列 释放前端晶体管和底层金属层 [38] - 台积电4Mbit宏位密度63.7 Mb/mm² 未来几代技术潜力巨大 [41] - 台积电展示CVD生长二维材料NSFET 采用新颖"c形"接触方案降低电阻 [50][52] - 台积电广泛讨论forksheet架构 可能预示未来技术路线 [59] 二维材料应用 - 二维材料预计将在10A节点(约2030年)成为必要 聚焦TMD单层材料 [47] - 台积电展示NMOS器件 英特尔展示PMOS和NMOS器件 并在300mm晶圆试产 [52] - 二维材料生长是工业化关键障碍 目前主要采用CVD直接生长方案 [50] - 英特尔改进二维晶体管接触工艺 但仍依赖材料转移而非生长 [55] 先进晶体管架构 - Forksheet是GAA演进 通过介电壁使NMOS和PMOS更紧密连接 [56] - Forksheet面临制造挑战 需开发能承受工艺处理的超低k材料 [58] - CFET预计2030年左右推出 台积电/英特尔/三星/IMEC方案趋同 [63][64] - 英特尔展示CFET+背面供电集成方案 解决供电难题 [67] 英特尔18A工艺 - 英特尔18A工艺SRAM尺寸比Intel 3缩小30% [72] - 结合GAA晶体管和PowerVia背面供电 形成新金属堆叠架构 [74] - 在1.1V下时钟速度提高25% 0.75V下性能提高18%功耗降40% [74] - 预计2025年下半年量产 密度略低于台积电N3P [78] 数字孪生技术 - 数字孪生涵盖原子级到晶圆厂级模拟 加速设计优化 [79][80] - 新思科技QuantumATK套件用于原子级材料工程模拟 [82] - Lam Research SEMulator3D软件用于虚拟晶圆制造优化 [87] - 目标实现"无人值守"晶圆厂 设备需具备预测性维护能力 [89][92]
中国客户需求不振,芯片大厂不如预期,股价下挫
半导体行业观察· 2025-07-22 08:56
公司业绩表现 - 恩智浦半导体第二季度每股收益为2.72美元,超出分析师预期的2.67美元,营收为29.3亿美元,同比下降6% [3] - 经营现金流为7.79亿美元,自由现金流为6.96亿美元,调整后毛利率为56.5%,低于去年同期的58.6% [3] - 净利润为4.45亿美元,略低于去年同期的4.9亿美元 [3] - 公司CEO对业绩表现乐观,强调通过产品组合优化和制造战略调整实现目标 [3] 业务部门表现 - 汽车业务营收为17.3亿美元,与去年同期持平,是表现最好的部门 [4] - 通信和基础设施业务销售额下降27%至3.2亿美元,移动业务下降4%至3.31亿美元,工业和物联网业务下降11%至5.46亿美元 [4] - 汽车和工业行业需求问题可能拖累未来收入,面临与英飞凌、意法半导体等竞争对手的类似挑战 [4] 行业环境与挑战 - 电动汽车和制造业务芯片供应过剩已持续18个月,中国等市场需求下降影响芯片销售 [4] - 公司对第三季度业绩指引区间较宽,预计每股收益2.89-3.30美元,营收30.5-32.5亿美元,超出华尔街预期但显示不确定性 [5] - 公司对汽车行业的依赖使其易受美国关税政策不确定性的影响 [5] 市场反应与股价 - 恩智浦股价盘后下跌5%,抹去财报发布前1%的涨幅,但今年迄今仍上涨逾9% [8] - 分析师认为业绩指引可能令投资者失望,指出汽车芯片制造商面临定价压力和欧洲客户需求下降 [6] - 工业收入复苏可能因中国工厂自动化需求下降而不可持续 [7]
又一家市值破万亿美元的半导体公司
半导体行业观察· 2025-07-22 08:56
公众号记得加星标⭐️,第一时间看推送不会错过。 来源:内容 编译自彭博社 。 上周,台湾半导体制造股份有限公司的市值在台北首次突破 1 万亿美元,受强劲的人工智能需求推动,其销售预期上调。 这家苹果公司 (Apple Inc.) 和英伟达公司 (Nvidia Corp.) 的主要芯片供应商的台湾股市周五攀升至历史新高,较4月份的 低点上涨了近50%。这使得该公司成为自2007年中石油 (PetroChina Co.) 短暂突破1万亿美元大关以来,首只市值超过1 万亿美元的亚洲股票。 台积电股价飙升反映出投资者日益增长的信心,他们相信这家全球顶级芯片制造商将乘着人工智能热潮,进一步巩固其主 导地位。该公司上周将全年营收增长预期上调至约30%,这表明台积电可能在日益激烈的人工智能产能竞争中受益。 高盛集团分析师布鲁斯·卢(Bruce Lu)在台积电季度财报发布后写道:"我们认为,台积电对先进节点需求的态度更加积 极,因为人工智能客户的需求没有放缓的迹象。我们预计2026年价格将出现更大幅度的上涨。" 截至周五收盘,台积电的美国存托凭证(ADR)价值约为1.2万亿美元。对于外国投资者来说,持有ADR股票更加便捷, ...
解构Chiplet,区分炒作与现实
半导体行业观察· 2025-07-22 08:56
芯粒技术概述 - 半导体行业对芯粒(chiplet)技术讨论热烈,各大公司开始规划基于芯粒的设计,即多芯片系统,但技术成熟度和创新方向仍存在不确定性[2] - 芯粒技术成为高性能计算、AI加速、移动设备和汽车系统等领域的有前景解决方案[2] 芯粒的兴起 - 传统集成电路(IC)、ASIC、ASSP和SoC器件均为单片设计,构建在一块硅片上,但设计成本越来越高,规模化难度大[4] - 解决方案是将设计分解为多个更小的芯粒,安装在共用基座上并封装在一起,形成多芯片系统[4] - 分离I/O和逻辑是芯粒的一种用例,核心数字逻辑采用尖端工艺节点,I/O功能采用更经济的老节点,优化性能和成本[4] 芯粒架构用例 - 光罩极限分区用例:超越当前约850平方毫米光罩极限的设计,如Nvidia的Blackwell B200 GPU采用双芯片组设计,每个芯片面积约800平方毫米,通过每秒10 TB链路实现协同工作[5] - 同质多芯片架构:集成多个相同或功能相似的芯片(如CPU、GPU或NPU),通过中介层连接,突破单片芯片的物理和经济限制[5] - 功能分解架构:将设计分解为异构芯片,每个芯片以最优节点实现特定功能,如RF芯片采用28纳米,ADC/DAC采用16纳米,核心逻辑采用3纳米[5][6] 芯粒的优势 - 芯粒可构建比单个芯片更大的设计,突破物理限制[8] - 更小的芯片提高产量,降低总体制造成本[14] - 可混合搭配一流处理元件(CPU、GPU、NPU等)及封装内存储器,优化系统性能[14] - 同质或异构元件集合实现可扩展性和功能优化[14] - 模块化架构支持平台化设计和设计重用[14] 生态系统挑战 - 芯粒间通信标准(如UCIe、CXL)仍在发展,生态系统采用不均衡,集成不同芯粒的通用标准尚未成熟[10] - D2D通信需实现低延迟和高带宽,系统级集成和验证面临挑战[10] - 理想芯粒生态系统的目标是构建现成芯粒库,实现无缝集成,但预计还需5-10年[11] 当前行业动态 - AMD、英特尔、Nvidia等大型公司已开始构建多芯片系统,掌控开发全流程[13] - 小公司与少数合作伙伴组建微型生态系统,利用UCIe等标准并自定义协议[13] - EDA和IP供应商(如Cadence、Synopsys、Arm等)合作开发标准、工具流程和验证IP[13] - 行业普遍看好芯粒技术,但实际成果有限,真正成熟的生态系统仍需时间[13]
AI时代的RISC-V芯片:奕行智能的破局之道
半导体行业观察· 2025-07-22 08:56
软件与硬件发展范式演进 - AI发展推动软件编程范式变革,Software 3.0时代到来,自然语言提示Prompts取代传统编程代码,LLM成为新编程接口 [2] - 软件1.0时代CPU占主导地位,软件2.0时代神经网络兴起,GPU因并行计算优势成为主流硬件 [3] - 软件3.0时代以transformer为基础的大模型快速发展,DSA架构(如谷歌TPU、英伟达Hopper/Blackwell的TME)成为主流加速方案 [5] 硬件3.0的核心挑战与需求 - 硬件3.0需解决领域专用效率与编程通用性的核心矛盾,需平衡计算效率和应对海量编程客户及模型多样化挑战 [5] - AI处理器设计面临四大难题:架构设计耗时长、指令系统打磨久、编译软件落地周期长、生态兼容门槛高 [7][9] - 指令集设计需权衡ASIC固化(高效但缺乏灵活性)、高层次粗颗粒度指令(简化软件但面积开销大)、低层次细颗粒度微指令(灵活但开发周期长)三种方案 [10] 奕行智能的技术解决方案 - 选择RISC-V+RVV作为计算架构底座,利用其开放性、模块化设计和可定制AI加速指令集特性,降低芯片设计门槛并加速迭代 [8] - 推出VISA(虚拟指令集架构)中间层,通过软硬结合方式在硬件ISA上抽象统一虚拟ISA,解决硬件与软件栈深度耦合问题 [10][12] - EVAMIND内核架构包含标量引擎、VISA调度器、张量引擎、4D加速引擎和RVV向量引擎,实现粗粒度宏指令编排与细粒度微指令高效执行 [16] 产品性能与战略定位 - 新一代芯片支持INT4/INT8/FP8/FP16/BF16等数据类型及混合精度计算,FP8/INT4原生支持带来2-4倍计算吞吐提升 [17] - 通过多种并行及流水掩盖计算方式实现计算资源极致利用率,目标为自动驾驶、具身智能等端-边-云应用提供通用/专用计算加速方案 [17] - 公司定位为通用计算芯片设计企业,以RISC-V开放指令集生态为基础,推动AGI时代技术进步 [17]
OpenAI将部署第100万颗GPU,展望一亿颗?
半导体行业观察· 2025-07-22 08:56
OpenAI的计算能力扩张计划 - 公司计划在2024年底前上线超过100万个GPU,这一数字是xAI当前GPU数量的5倍(xAI运行约20万个Nvidia H100 GPU)[2] - 首席执行官Sam Altman进一步提出将计算能力提升100倍的目标,即1亿个GPU,按当前市场价格估算成本约3万亿美元(接近英国GDP)[5][7] - 100万个GPU的部署将使公司成为全球最大AI计算消费者,远超行业一年前1万个GPU即被视为重量级竞争者的标准[6] 基础设施与能源挑战 - 位于德克萨斯州的数据中心当前耗电量300兆瓦(相当于中型城市供电),预计2026年中期将达1千兆瓦,引发当地电网运营商对电压稳定的担忧[5] - 公司正与甲骨文合作建设自有数据中心,并探索谷歌TPU加速器,以减少对Nvidia硬件的单一依赖[6] - 能源需求和硬件规模扩张需要突破性技术,包括定制芯片、新型架构或更高能源效率方案[5][7] 行业竞争与技术战略 - 公司面临GPU短缺问题,曾因资源不足推迟GPT-4.5发布,现优先推进计算扩展项目[4] - 行业正经历军备竞赛,Meta、亚马逊等企业自主研发AI芯片并投资高带宽内存(HBM)[6] - OpenAI的基础设施建设旨在突破计算瓶颈,确保长期竞争优势,而非仅优化模型训练速度[6] 未来愿景与行业影响 - 100万个GPU被视为AI基础设施的新基线,标志着行业计算能力标准的大幅提升[7] - 1亿GPU目标虽不现实,但推动行业探索制造、能源和成本领域的创新可能性[7] - 公司通过多样化计算堆栈(Azure、甲骨文、TPU)和潜在定制芯片计划强化技术自主性[6][7]
LPDDR 6,提升明显
半导体行业观察· 2025-07-22 08:56
LPDDR6技术规范发布 - JEDEC正式发布LPDDR6规范JESD209-6,重点满足边缘AI和嵌入式计算对性能与效率的需求,突破高端笔记本电脑的内存带宽瓶颈 [1] - 数据速率大幅提升:基础速率10.667 GB/s,最高达14.4 GB/s(LPDDR5X为8.533 GB/s),64位总线最大带宽38.4 GB/s,较LPDDR5翻倍 [1] 架构与性能改进 - 采用四通道24位设计(LPDDR5X为四通道16位),每个通道细分为两个12位子通道,增强并发性并降低延迟,适用于AI推理和图形处理 [2] - 新增动态突发控制功能,支持32/64字节模式切换,实时调整带宽与功耗,适应通用AI等可变工作负载 [2] - 引入VDD2电压域,有效电压更低,空闲模式电源管理更高效,支持动态频率/电压调节及多种刷新模式,显著降低后台功耗 [2] 可靠性与应用场景 - 新增片上ECC、命令/地址奇偶校验、行激活计数器等可靠性功能,适用于汽车等关键任务领域 [3] - 支持预留DRAM区域用于高完整性操作,面向嵌入式系统和关键任务应用 [3] - 预计2025年Q2量产,初期应用于汽车计算盒、边缘推理加速器及高端轻薄笔记本,英特尔Arrow Lake等平台将支持 [3] 市场与生态展望 - 苹果M系列芯片、高通骁龙X系列处理器未来可能集成LPDDR6,但手机非优先采用领域,初期以笔记本、汽车和AI设备为主 [4] - 数据中心领域LPDDR6带宽达691Gb/s(LPDDR5X的两倍),支持48位数据宽度及双24位通道优化,内置PRAC、MBIST等安全特性 [6] - 行业转向"每瓦性能与吞吐量并重"的计算模式,AI工作负载推动内存成为效率与可扩展性平衡的关键 [5]
人工智能,重塑了处理器格局
半导体行业观察· 2025-07-21 09:22
处理器市场增长趋势 - 生成式AI应用推动处理器市场规模从2024年2880亿美元增长至2030年5540亿美元,增幅近一倍[1] - 2024年GPU市场规模首次超越APU,主要因服务器领域运行ChatGPT等大型语言模型的高算力需求[1] - 边缘AI在APU和消费级CPU中快速扩张,智能手机和笔记本电脑是嵌入式AI发展前沿[1] 市场竞争格局 - 英特尔占据CPU市场66%份额,英伟达垄断GPU市场超90%[3] - APU和AI ASIC市场分散,苹果、高通、联发科等厂商竞争激烈[3] - 中国新玩家崛起,如小米在智能手机APU领域、蔚来在汽车ADAS APU领域取得突破[3] 技术发展趋势 - 代工厂技术节点持续升级,台积电垄断先进制程引发地缘政治紧张[7] - 2024年CPU采用3nm工艺,GPU/AI ASIC仍以4nm为主,AWS Trainium 3预计2025年导入3nm[15] - HBM内存成为AI应用关键,初创公司如Groq探索SRAM方案以提升性能[15] 数据中心处理器市场 - 2024年数据中心处理器市场规模1470亿美元,2030年将达3720亿美元[9] - GPU和AI ASIC主导市场增长,CPU/DPU保持稳定,FPGA份额持续下滑[9] - 加密货币矿场带动加密ASIC需求,2030年市场规模预计42亿美元[13] 行业动态与战略布局 - 超大规模厂商(谷歌/AWS)联合博通等开发自研AI ASIC芯片以对抗英伟达[12] - 基于ARM架构的CPU冲击x86主导地位,亚马逊Graviton/谷歌Axion强调能效优势[12] - 2024年重要并购包括软银收购Graphcore,Meta尝试收购Furiosa失败[19] 地缘政治影响 - 美国出口管制限制中国获取尖端AI芯片,英伟达开发合规芯片应对[18] - 中国加速半导体自主化,华为加强CPU/AI ASIC研发[18] - 各国政府投资专用AI数据中心以确保国家计算能力[17]
英伟达的Arm PC芯片,我所知道的信息
半导体行业观察· 2025-07-21 09:22
Nvidia进军CPU市场 - Nvidia作为GPU市场领导者,正计划推出基于Arm架构的N1X和N1 CPU,分别面向台式机和笔记本电脑市场 [3] - 新产品将与联发科合作生产,可能改变个人电脑市场竞争格局,挑战英特尔、AMD、高通和苹果 [3] - 该系列芯片有望带来更轻薄、功能更强大的游戏笔记本电脑 [3] 产品发布时间 - 最初传言N1系列CPU将在2025年台北国际电脑展发布,但已推迟 [4] - 最新消息显示N1X Arm CPU可能推迟到2026年末发布 [4] - 芯片遇到设计问题需要工程师进行硅片修改,可能导致发布时间进一步延后至2027年CES展会 [4][5] 产品性能预期 - N1芯片性能预计与配备RTX 4070的笔记本电脑相当,但能效更高 [7] - 芯片可能使用65W功率匹配120W RTX 4070的性能 [7] - 泄露基准测试显示单核性能2960,多核性能10682,但落后于苹果M4 Max芯片 [8] - 芯片可能采用8或12个CPU核心设计 [8] 市场定位与应用 - N1芯片主要面向游戏笔记本电脑市场 [9] - 戴尔旗下Alienware可能成为首批采用该芯片的游戏笔记本品牌 [9] - 芯片有望为超便携游戏笔记本和PC游戏掌机提供更好的电源效率和电池续航 [9] - 结合Nvidia GPU技术,可能带来显著的性能提升,特别是支持DLSS 4技术 [10] 市场竞争态势 - AMD Strix Halo APU性能接近RTX 4060桌面GPU [10] - 高通骁龙X2系列芯片即将上市,加剧市场竞争 [10] - Nvidia凭借GPU技术优势,可能在游戏性能方面占据优势 [10]
全国首家,拓邦鸿基成功获全球半导体设备龙头认证,半导体石英领域迎来重大突破
半导体行业观察· 2025-07-21 09:22
行业突破 - 拓邦鸿基在12英寸半导体石英器件领域取得重大突破 成为中国大陆地区唯一通过KE集团供应商资格认证的本土企业 [1] - 12英寸高温区石英制品国产化率极低 获得半导体设备厂官方认证是产业链最关键环节 [2] - KE集团是全球十大半导体设备制造商之一 其批量薄膜沉积设备和薄膜处理设备2024年全球市场份额超过70% [2] 技术实力 - 公司产品在纯度 加工精度等关键指标上已达到国际先进水平 具备与国际一流企业竞争的实力 [3] - 公司成功打破国外企业技术垄断 产品获国内多家晶圆厂和半导体设备厂高度认可 [2] - 公司已进入北方华创 长江存储 UMC 上海华虹等知名半导体企业供应链体系 [2] 公司背景 - 拓邦鸿基是高纯石英制品加工企业 主营石英舟类 石英管道类 石英器件类产品的研发生产和销售 [5] - 产品应用于半导体晶圆制造的氧化及退火 掺杂 薄膜沉积 外延等工艺环节 [5] - 公司是国家专精特新小巨人企业 国家高新技术企业 辽宁省潜在独角兽企业 [5] 市场前景 - 获得KE认证为公司拓展全球市场份额奠定坚实基础 [3] - 标志着中国本土企业在半导体核心零部件领域的全球竞争力显著提升 [3] - 公司计划进一步拓展全球市场 与更多国际半导体企业开展合作 [3]