台积电和三星今年在芯片大工艺部分都没有什么变化,但是在小地方确实修修补补不上,两者的3nm制程都要至少等到明年下半年了,但是在5nm这部分搞出的花样还是不少。虽然我们都知道台积电会推出4nm,并且已经有很多厂商已经预定了台积电的4nm产能,不过有意思的是最近,台积电又官方宣布了自家的4nm增强工艺。

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台积电的4nm工艺命名为N4P,其实从命名来看我们就能看到台积电的芯片工艺。N5是最早的5nm工艺;N5P是5nm的增强版工艺,和N5相比密度差不多,能效更出色一些;而N4算是台积电的4nm工艺,密度和能耗更进一步,至于最新的N4P,则在N4的基础上进一步提升了性能。当然这几款工艺其实都是基于台积电的5nm改进而来,在技术上不存在换代的说法。

N4P工艺是台积电5nm制程节点的第三次大改进,性能比最早期的N5工艺提高了11%,比N4工艺提高了6%。与N5工艺相比,还有22%的能效提升,以及6%的晶体管密度提升。在N4P工艺上,台积电通过减少掩模数量,以降低工艺的复杂性,缩短了周期。至于N4P的产品,目前看来要2022年下半年才能问世了。

台积电之所以急着推出N4P,实际上还是N3,也就是3nm工艺难产导致的。虽然台积电和三星都在争抢3nm芯片的市场,但是现在来看情况并没有我们想得这么简单。原本台积电的3nm明年就要量产,但是现在台积电似乎更希望N4P这个工艺能暂时顶一下,3nm芯片眼看着是要推迟了。

不过台积电的确也不愁客户,N5、N5P以及N4虽然说技术上差异不算特别大,但也算给了厂商更多选择。苹果的上一代以及M1芯片是N5工艺,这一代的A15和M1 Pro则很可能用上N5P的增强版5nm工艺;至于N4工艺,联发科的天玑2000芯片大概率会采用这个4nm的工艺。而N4P既然放在明年下半年量产,那AMD的Zen 4处理器以及RDNA 3显卡,都有希望赶得上这一波了。甚至我们认为明年苹果的A16,都会希望使用N4P的工艺。

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当然就像我们所说,台积电的4nm,无论是N4还是N4P其实都是从5nm工艺一直改良而来,真要说性能换代,还是要等到3nm的N3才行。不过就算如此,台积电在这部分的技术还是要明显强于三星。三星现在也在推自己的4nm工艺,看来高通骁龙898就很有可能使用。但比台积电更恼火的是,三星的4nm,其实和5nm一样,都是之前7nm的工艺改进而来,整体性能和能耗比以及密度,和台积电的4nm还是有不小的差距。

对于台积电和众多厂商而言,之前的5nm芯片,在不改变架构的情况下,都能升级到N4P工艺来制造,这可以更好地实现客户投资最大化,并且可以生产出更快更节能的产品。很显然N4P这个工艺谈不上多有创造性,但对于台积电现有客户来说,未来几年用N4P这个工艺的可能性还是很大,至少三年内我们觉得这有可能成为目前芯片的主流制造工艺。