5nm制程：摩爾定律發展的重要轉折點，備受關注的5nm究竟能給行業帶來什么？芯片行業的共識是：從行業最直觀的受益來講，5nm讓產品獲得更高算力的同時，還保持相同甚至更低的功耗，整體性能進一步加強。

摩爾定律認為，集成電路上可容納的晶體管數量，每隔18至24個月就會增加一倍，性能也將提升一倍。當芯片制程演進到5nm，它晶體管的集成度和精細化程度都要比以往更高，可容納更復雜的電路設計，并將更豐富的功能融入其中。

但從目前行業的普遍應用上看，許多產品用28nm、14nm，甚至10nm就已綽綽有余。部分業內人士認為，不是所有行業都對5nm有著強勁的需求，它在現階段并非多數市場的剛需。話雖如此，當我們把目光放至未來，隨著5G和AI技術的發展，以及全球大數據的爆發式增長，5G智能終端、VR/AR產品、機器人、AI和超算等產品的成熟和應用，都將對芯片的性能、能耗和算力都有著更加嚴格的要求。

從另一個維度來說，業內普遍認為，芯片這類硬件的發展也將催生出新的應用生態，或是對早已成熟的市場帶來革命性的顛覆。例如，當下因蘋果AirPods而重新迎來第二次黃金時代的TWS（真無線立體聲耳機）市場，各大廠商使用的藍牙芯片制程尚未踏入7nm領域，大多聚集在28nm至12nm中。但隨著市場需求倒逼著藍牙芯片的發展，未來各家廠商為了能在更小的芯片中集成更多的功能與應用，也將逐漸推動藍牙芯片朝著7nm甚至是5nm制程演進。不可否認，5nm制程的演進是各項技術和產業逐步成熟、變革的必經之路，亦是根基。

隨著先進制程的不斷演進，工藝研發的門檻越來越高，成本與技術逐漸成為一座座制程演進的分水嶺。目前行業中布局5nm制程的玩家，主要有臺積電、三星和英特爾三足鼎立。其中，臺積電和三星的對峙最為激烈，淡出賽局許久的英特爾則在一旁蓄勢待發。過去一年以來，5nm芯片試產、量產和良率等消息的不斷釋放，持續刺激著業界神經。

近日，臺積電5納米接單再傳捷報，高通最先進的「驍龍875」系列手機芯片，以及內部命名為「X60」的5G基帶芯片，上周正式在臺積電以5納米投片。高通擴大與臺積電合作，是繼超微之后，快速銜接海思在臺積電騰出產能的重量級國際大廠。

前一段時間，三星也宣布其5nm制程產線搶下了高通和英偉達的訂單。不過，業界普遍認為，三星晶圓代工的5nm產能及良率在下半年仍然難以追上臺積電，臺積電有信心成為今年唯一能提供5nm量產的晶圓代工廠。5月，三星宣布計劃提升位于韓國平澤工廠的晶圓代工產能，新的晶圓代工生產線將基于5nm工藝打造5G、高性能計算(HPC)和人工智能(AI)芯片。該公司希望新的代工線能在2021年下半年全面投入使用。

目前，采用三星5nm制程制造的芯片主要包括三星新款處理器Exynos 1000，這款芯片將會在今年底或明年初發布。此外，還有谷歌自研的SoC “Whitechapel”，有望在Pixel系列手機上使用。另外，高通的5G芯片訂單，特別是基帶芯片X60，除了由臺積電代工外，可能還有一部分交由三星生產。

據了解，中國企業除了芯片設計龍頭華為海思以及頂尖代工廠臺積電的布局以外，芯動科技作為國內領軍的一站式IP和芯片定制解決方案提供商，也率先在三星5nm流片。新技術追逐戰上，國產自主創新成果正不斷縮小差距甚至趕超國際水平。

就目前看來，臺積電和三星的5nm戰局預熱仍在緊張進行中。與以往不同的是，這場制程之戰的戰火也將不再局限于代工廠或是芯片廠商之間的競爭，它亦將燒到更上游的半導體材料廠商、光刻機設備，甚至是學術界和產業界的新工藝研發中。

因此，決定這場制程戰勝負的，不再單純是設備與制程技術，隨著工藝和材料都雙雙接近極限點，能否最先實現工藝和材料的質變，也成為了芯片廠商們的勝利王牌，對國內領先企業而言，5nm戰局也是實現彎道突破的重要機會。

fqj