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7納米製程

採用 7 nm FinFET 技術節點的半導體製程

7納米製程是半導體製造製程的一個水準。

歷史

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在2015年7月，IBM宣佈以矽鍺製程做出第一個可運作的7納米電晶體[1][2]。台積電在2017年年中推出試驗產品[3][4]，並於2018年第2季首先量產第一代7納米晶片[5]。

第一個問世量產的7nm晶片是台積電製造的Apple A12 Bionic，用於2018年末推出的iPhone XS和iPhone XR智慧型手機[6]。2019年末發表的Apple A13 Bionic使用台積電第二代7nm製程生產，用於iPhone 11及iPhone 11 Pro。

高通Snapdragon 855和華為海思的麒麟980芯片也都採用了台積電的7納米工藝。[7]

AMD於2019年推出採用了台積電7nm FinFET製程的RX 5700系列 GPU和Zen 2微架構 Ryzen CPU。而Intel預計2023年推出。[8]

富士通與理化學研究所共同開發的超級電腦「富岳」，採用之ARM架構處理器A64FX，也以7納米製程生產[9]。

台積電在第三代7nm才引入極紫外光刻，而三星與Intel則計劃直接量產採用極紫外光刻工藝的7nm芯片。[10]

Intel的10nm的預期性能最差也僅略輸台積電的7nm，但Intel的10nm產品在台積電量產第一代7nm量產時仍未完全量產，且產品未達預期性能（甚至未明顯超越Intel改良多年的14nm產品）；因此台積電的第一代7nm、是第一個讓Intel失去領先地位的量產製程。

台積電和三星皆將後續改善的製程命名為6奈米，於2019年量產。[11]

2020年8月台積電在官方部落格宣布，7nm製程晶片於2018年4月正式投入量產，直至2020年7月已生產出第10億顆功能完好、沒有缺陷的晶片，達成新的里程碑。

2021年4月，中芯國際在梁孟松與他的台籍團隊主導下，基於現有艾司摩爾浸潤式光刻（英語：Immersion lithography）DUV微影製程機台技術，開始用N+1工藝量產7納米芯片，[12][13][14]中芯也成為繼台積電[15]和三星[16]之後，全球第3家能量產7納米製程的芯片廠。但為避免過於張揚而招致更多制裁，中芯量產7納米芯片後秘而不宣，直至1年多後，加拿大TechInsights公司於2022年7月，經逆向工程拆解分析中芯為加拿大比特幣挖礦公司MinerVa出貨的MV7挖礦芯片，發現其為7納米製程，從而證實了中芯已於1年多前量產7納米芯片。[12][13][14]這個發現可以證明中芯國際確有利用比特幣挖礦活動高峰期，為挖礦礦機業主生產ASIC礦機芯片，而研製了此工藝。[17]

2021年7月，英特爾宣布新的節點命名方式，將其節點與物理尺寸脫勾，其中該公司首次應用EUV技術的7nm FinFET製程更名為「Intel 4」，預定於2022年下半年投產、2023年出貨[18][19]。

2023年9月3日，前述TechInsights公司收到Mate 60 Pro後，對其進行拆解分析後，發現中芯國際已量產了強化版的7納米N+2工藝，證實華為海思半導體也應用了該製程。[20]

7納米的後繼製程計劃是5納米。

以7納米製程生產的晶片

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參考文獻

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  1. ^ IBM Research builds functional 7nm processor. [2018-09-18]. （原始內容存檔於2018-08-23）. 
  2. ^ IBM Discloses Working Version of a Much Higher-Capacity Chip - NYTimes.com. [2018-09-18]. （原始內容存檔於2018-09-18）. 
  3. ^ WATCH OUT INTEL AND SAMSUNG: TSMC IS GEARING UP FOR 7NM PROCESSING WITH TRIAL PRODUCTION. [2016-11-22]. （原始內容存檔於2016-11-07）. 
  4. ^ 存档副本. [2016-11-22]. （原始內容存檔於2016-11-19）. 
  5. ^ 客戶擬直奔 7 奈米製程節點，台積電積極因應需求. [2018-07-05]. （原始內容存檔於2018-07-05）. 
  6. ^ Apple's A12 Bionic CPU for the new iPhone XS is ahead of the industry moving to 7nm chip manufacturing tech. CNET. 2018-09-12 [2018-09-16]. （原始內容存檔於2018-09-16） （英語）. 
  7. ^ Snapdragon 8cx Compute Platform. [2018-12-12]. （原始內容存檔於2018-12-07）. 
  8. ^ 英特爾財報出爐，7奈米製程產品將於2023年問世. iThome. [2021-01-25]. （原始內容存檔於2021-02-05） （中文（繁體））. 
  9. ^ スーパーコンピュータ「富岳」仕様. 富士通. [2020-06-23]. （原始內容存檔於2020-06-26） （日語）. 
  10. ^ Samsung Starts Mass Production of Chips Using Its 7nm EUV Process Tech. anandtech. [2018-10-17]. （原始內容存檔於2018-10-18） （英語）. 
  11. ^ Jenny. 台積電宣佈推出 6nm 工藝：以 7nm 為基底改進， 2020 年試產. XFastest News. [2019-08-07]. （原始內容存檔於2019-08-07） （中文（臺灣））. 
  12. ^ 12.0 12.1 SMIC’s 7-nm chip process a wake-up call for US. July 25, 2022 [2023-10-13]. （原始內容存檔於2023-11-17）. 
  13. ^ 13.0 13.1 China's SMIC Beats Sanctions to Make 7nm Chips – TechInsights. July 22, 2022 [2023-10-13]. （原始內容存檔於2023-09-05）. 
  14. ^ 14.0 14.1 TechInsights在MinerVa挖礦機中發現中芯國際生產的7奈米晶片. iThome. [2023-08-31]. （原始內容存檔於2022-12-03） （中文（繁體））. 
  15. ^ 台積電 7 奈米投產 27 個月後產出第 10 億個. 2020年8月21日 [2023年10月13日]. （原始內容存檔於2023年11月17日）. 
  16. ^ 紧咬台积电，三星宣布正在量产7nm LPP芯片. 2018年10月19日 [2023年10月13日]. （原始內容存檔於2023年11月17日）. 
  17. ^ 華為Mate60「純國産晶片」背後：中芯國際代工，礦機晶片練兵成軍. 動區動趨. 2023-08-30 [2023-08-31]. （原始內容存檔於2023-08-31） （中文（臺灣））. 
  18. ^ cnBeta. Intel宣佈全新節點命名方式：10nm改名為Intel 7、7nm改為Intel 4. 電腦王. [2021-07-27]. （原始內容存檔於2021-07-27）. 
  19. ^ Andy Yang. Intel 最新 10nm 技術改名為「Intel 7」，新製程路線圖看向「埃」時代. Engadget Chinese. 2021-07-27 [2021-07-27]. （原始內容存檔於2021-10-29）. 
  20. ^ TechInsights Finds SMIC 7nm (N+2) in Huawei Mate 60 Pro | TechInsights. www.techinsights.com. [2023-09-06]. （原始內容存檔於2023-09-06）. 

外部連結

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7 nm 光刻製程（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

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