反向还原工程公司提供工程服务，分析竞争激烈市场里的先进晶片。也因为如此，经常发现产品的内部的技术与制程，可能与市场宣传的不一致。因此，从反向还原工程的角度，在2006年所看到的电子产业发展，与晶片制造商以及业界专家的观点可能有所不同。

在本文中，将透过反向还原工程技术从更高的层次展望市场既有技术与市场，内容包括处理器、FPGA与PLD、快闪记忆体、DRAM、CMOS影像感测器以及RF/混合信号晶片。

处理器

2005年业界都为发布65nm元件整装待发，尤其在微处理器和消费电子的领域。据说英特尔（Intel）于2005年最后一周发表了双核「Yonah」奔腾M处理器予系统制造商，最终产品在2006年1月的CES 2006会议上正式发布。

AMD在制程改进方面没有那么积极，他们计画于2006年下半年推出65nm元件，但同时他们也逐渐加大12吋晶圆厂Fab 36的产量。 AMD发展双核产品已有一段日子，所以并不急于推出新产品，与此同时，他们也不断改进90nm产品。

说到多核处理器，IBM也开始在准备八核「Cell」处理器的生产，并计画于2006年第三季量产供应，用于Sony的PlayStation 3。 Sony PS3发布日期现在还不清楚，市场上听到最近的日期是第二季初在日本发布。事实上，微软Xbox 360采用了IBM的三核处理器，以及在即将上市的任天堂Revolution采用双核处理器，因此未来几年IBM在游戏机市场将占据很强的地位。 (图一)显示了Xbox 360内部的IBM和ATI处理器，而反向还原工程公司最近亦提供了此处理器之分析。

IBM同时也在其他领域推出「Cell」处理器，将于2006年第二季用于Mercury Computer Systems公司的Dual Blades中。 90nm晶片的生产过程将会按计划进行，不过是否能顺利上市就可能是另一回事了。

PS3其他方面也引起了业界的关注，市场传闻Nvidia设计的绘图处理器将在Sony/东芝的晶圆厂中采用65nm制程技术生产。 PS2使用的绘图处理器是第一个量产的90nm晶片，但看起来于2006年英特尔似乎是第一家毫不相关的厂商。值得关注的是，松下悄悄宣布他们将直接从130nm跳到65nm，在新12吋晶圆厂生产DVD控制器。

《图一 Xbox 360中的IBM CPU（左）和ATI GPU（右图中较大的芯片）》

ATI在电子游戏机市场表现也相当不错，并得到Xbox 360和Revolution采用，而后者很可能是90nm晶片，但据说2007年将移至TSMC过渡性质的80nm制程，包括Radeon X1300CE（R505）和RV580 GPU ，而且可能将在第一季度发布。他们的X1800今年较晚打入市场，所以市场可能要到第二季或第三季才能看到发布消息。

富士通加入阵营，用于Transmeta处理器的90nm制程电晶体栅极长度约40nm，所以跟其他晶圆厂相比之下，在65nm前进的路上已经走了一半。他们2005年秋季开始使用65nm制程，但至今尚还不知道2006年会有哪家用户使用该处理器。 Sun将在其双核SPARC64 VI上与富士通合作，但这将是90nm制程，到2008年再逐渐演变到65nm的VI+。

在无线领域，德州仪器（TI）于2005年发布了OMAP2处理器系列，并很可能转到65nm，目前正在达拉斯的晶圆厂生产。高通（Qualcomm）也发布了第一款用于手机的65nm晶片（出自于TSMC），包括用于CDMA2000和WCDMA等第三代移动电话的MSM6800、MSM6280、MSM6260、MSM6255以及MSM6245方案。而在这些产品发布后通常需要9～12个月才能开始实际量产，所以市场上要到2006年第三或第四季才能看到这些手机。

FPGA和CPLD

这个领域的大部分产品都来自于无晶圆厂半导体厂商，赛灵思（Xilinx）、Altera、Lattice和Actel都在使用代工厂，据说赛灵思和Altera都开始提供65nm样品（赛灵思产品来自于东芝和UMC，Altera则来自于TSMC）。

Lattice目前的EC、ECP-DSP和XP系列产品都采用130nm，预计2006年将推出90nm SC系列产品，所有都在富士通制造。即使Lattice和富士通将合作延伸到65nm，我们认为到2007年之前也不会有产品推出。富士通130nm制程非常有意思，因是这是在量产制程中唯一使用Dow公司SiLK旋转低k电介材料的制程技术。

Actel为第四大FPGA供应商，把目标定位于太空市场，所以预计他们不会在技术上有什么改变，不过将来很可能看到他们推出更多可用于太空及汽车市场的产品。

《图二 Fujitsu制造的Transmeta Efficeon中的40nm晶体管》

快闪记忆体

2005年可以称为「快闪记忆体年」，我们都看到惊人的增长，归因于消费电子产品需求增加，如MP3播放器、手机、数位相机等。快闪记忆体技术驱动了制程改进，于2005年三星推出了73nm 4Gbit和8Gbit NAND快闪记忆体（晶片尺寸仅仅只有0.0225μm2），2006年极有可能在市场看到50nm 16Gbit晶片。三星主导了2005年市场，第三季占有50％市场占有率，而且还将在2006年延续下去。

《图三 Samsung 4Gbit NAND闪存截面图，显示单元间距为150nm。》

快闪记忆体市场获得成功，驱动了其他大规模公司都想加入其中，例如，最近英特尔和美光宣布成立合资企业。美光拥有90nm 2Gbit产品技术，他们想在2006年进入更高密度的70nm制程，目前正将位于弗吉尼亚州Manassas的12吋晶圆厂转向生产快闪记忆体，这可能是他们2005年第四季成长400％的主要原因。即使如此，他们在市场仍名列第五，占3.4％的市占率。

东芝是2005年第二大NAND快闪记忆体供应商，第三季市占率为23％。在对苹果产品的反向还原分析中，发现东芝与三星的晶片几乎一样多。东芝将重点放在多层单元（MLC）快闪记忆体上，每个单元各两位元，但其代价是周边电路更加复杂，而且需要严格的栅极技术解决电容耦合问题。不过MLC非常适合于成本低的消费性数位音讯解决方案应用，如苹果的iPod nano。三星以单层单元（SLC）引领市场，对MLC并不重视，但现在这也在其规划当中，并开始提供产品。

Hynix是第三大快闪记忆体供应商，目前正加速技术​​，已经在提供90nm 4Gbit和8Gbit产品，并声称将于2006年提供70nm 16Gbit产品。

瑞萨科技则在第三季名列第四，据说将暂缓MLC 8Gbit NAND快闪记忆体的生产。不过在与Grandis联合后，他们宣布将推出65nm MRAM产品。

DRAM

2006年记忆体技术将从DDR转向DDR2，制程技术也将从90nm缩至80nm，最先实现的产品是1Gbit晶片。在储存模组方面，全缓冲DIMM将占据很大一部分之市占率。

三星在DRAM制程技术竞赛中再次领先市场，他们在储存元件中使用了创新的隐藏式电晶体，这将使设计制程缩小至80nm。

三星2005年第三季DRAM的市场占有率为30.6％，其后是Hynix的16.6％，然后是美光15.3％与英飞凌13.5％，Elpida则以7.2％名列第五。

Hynix也推出了90nm DRAM产品，并计画转向80nm。美光目前提供110nm产品，但由于对DRAM成本的压力，因此未来市场上将很快就能看到95nm制程的产品。美光有一项创新性6F2技术可以代替常用的8F2技术，因此可以透过更为先进的技术实现高密度制程。

英飞凌是前五名厂商中唯一采用沟槽DRAM的制造商，众所周知，英飞凌把记忆体事业部分拆除。在产品方面他们正在提供90nm记忆体，同时也积极开发70nm产品，不过看起来在2006年最多也只能是提供样品。英飞凌还有一些新技术可提高封装密度，例如方形沟槽和knobbly高k值电容介质就是其中两个例子。

Elpida的DRAM产品也全部是90nm制程制造，预计未来将转向80nm，这可能会发生在2006年下半年。前五大供应商除了自己制造以外，DRAM业务外包也越来越多，这部分也会继续发展。比如英飞凌和Nanya及合资企业Inotera合作，Elpida也有部分产能来自Powerchip和中国的中芯国际（SMIC）。

《图四 三星512Mbit DRAM截面图，图上显示了隐藏式数组晶体管。》

CMOS影像感测器

照相手机在2005年销售了约5亿支，占全部手机销量的三分之二。同时照相模组解析度从130万像素增加到了200万像素，预计2006年300万像素手机将成为主流，同时技术也在从电荷耦合元件（CCD）转向CMOS，这对手机而言是个普遍现象。

所以就像快闪记忆体一样，目前许多制造商和代工厂都在提供影像感测器制程技术，CCD制造厂商也正积极跨入CMOS领域，其中最引人注意的是柯达宣布向IBM和TSMC提供授权，并将在这两家公司的晶圆厂生产300万和500万像素之影像感测器。因此在2006年市场上也将见到采用这些影像感测器的终端产品问世，包括手机和数位相机等。

美光相对来说是影像感测器市场的新进入者，他们从130万像素产品起步，刚开始提供300万像素的产品，像素尺寸只有2.2μm×2.2μm。另外美光也有500万像素产品，这些产品将准备应用于数位相机。

Sony是销售量最大的影像感测器制造商，但过去大部分是CCD制程，目前也正极力增加生产CMOS感测器。 2005年Sony的CCD因出现问题而广被宣传，由于涉及到多家制造商不同的照相机，所以他们在2006年不得不尽力改善市场地位。目前Sony已有200万像素的CMOS影像感测器，所以预期他们将不会错失300万像素感测器的市场机会，尽管目前尚未预先发布消息。

东芝2005年在影像感测器市场名列第五，但他们的产品仅用在诺基亚的N90智慧手机中，未来希望能够听到更多相关的消息。东芝于2005年秋季推出了320万像素的影像感测器，因此预计在2006年将可以看到更多终端产品的应用问世，也许会是另一款诺基亚手机。

对于数位相机而言，CMOS正稳健地步入过去CCD占据的领地，将来预计这种趋势还将持续下去。佳能（Canon）已将CMOS影像感测器用于高阶数位单眼相机中，例如在EOS 5D这款相机上便采用了1280万像素之24 × 36mm CMOS感测器。

《图五 诺基亚N90采用的东芝200万像素CMOS影像传感器照片，以及晶体管分层像素图。》

RF/混合信号

无线通讯市场销售额非常庞大，将更多功能整合到CMOS中是降低成本最主要的驱动力，但在1～10GHz频段范围，有一项功能却是难以整合的，就是无线接收器的前端放大器。通常称为RF放大器，或低杂讯放大器（LNA），这些都是在RF频段工作之元件。

目前大部分LNA采用矽双极性SiGe（锗化矽）电晶体或III-V族半导体材料如GaAs（砷化镓）制成。与标准的CMOS不同，不管SiGe还是GaAs都不能作为大规模量产低成本半导体之制程技术，如果能够将LNA功能整合到CMOS接收器晶片上，就可以从系统中省去一个昂贵的元件和一个晶片。

这里所关注的频率约为1～10GHz，包含了目前以及未来一些市场广大的应用领域，如IEEE 802.11、WiMAX、W-USB（无线通用串列汇流排）以及手机中的GPS等。

大致说来，制程技术从90nm到65nm的进展可以提高NMOS电晶体在100GHz到130GHz的基本单位增益频率回应（ft）。在许多RF设计中，电晶体的ft要求至少是应用频率的10倍，因此制程技术从90nm转向65nm将使CMOS线路在1～10GHz的重要商用频段大幅提高速度。

在过去，RF/混合信号制程较先进的逻辑制程落后，但是将手机RF前端整合到CMOS，所得到的成本节省可能会影响这些产品，使其导入65nm制程的速度比预期还要快。无线USB是另外一种应用，工作在3.1到10.6GHz频段，正好是65nm技术支援的频段，加上更低的整体功耗等优点，能更快加速制程技术的转化。

例如TSMC希望65nm制程可以将标准电晶体密度增加两倍，逻辑速度加快约50％，待机功耗降低20％。博通、高通和飞思卡尔都利用TSMC最初的65nm晶圆光罩共乘服务系统（Cyber​​shuttle），进行早期晶片开发制造，而TI则声称已经具备65nm无线产品样品。

尽管在2006年初市场上尚无法看到下游设备厂商使用65nm RF晶片，但在成本的驱动下，2006年底将会有部份产品上市。

结语

尽管65nm逻辑产品推出以后吸引了媒体的目光，但实际上业界还有很多其他领域值得关注，至少有一点可以肯定：2006的制程技术将会非常有趣！

（作者为Chipworks高级技术分析师）

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