台积电最新路线图:2纳米2026到来,战略发生重要改变

台积电对未来几年有坚实的计划,但代工厂的制造技术设计周期越来越长。因此,为了满足其所有客户的需求,该公司将不得不继续提供其制造工艺的半节点、增强和专业版本。

台积电在过去 20 年左右的成功很大程度上取决于该公司能够提供一种新的制造技术,每年都会改进 PPA(功率、性能、面积),并每 18 至 24 个月推出一个全新的节点,同时保持可预测的高水平产量。但随着现代制造工艺的复杂性达到前所未有的水平,在保持可预测的产量和简单的设计原则的同时保持创新步伐变得越来越困难。

有了台积电的N3 节点,N5(5 纳米级)爬坡和 N3(3 纳米级)爬坡之间的差距将增加到 2.5 年左右,这可能会给代工厂的主要客户苹果带来一些挑战。好消息是,N3 的后续产品 N3E 似乎提前到来了。同时,N2的节奏将延长至三年左右,这在很大程度上意味着台积电节点发展战略的战略转变。

N3E:引入改进的 3nm 节点

台积电的 N3 将在 N5 的基础上实现全节点改进,包括提高 10% ~ 15% 的性能、降低 25% ~ 30% 的功率以及高达 1.7 倍的逻辑晶体管密度。为此,它将使用超过 14 个极紫外 (EUV) 光刻层(N5 使用多达 14 个,预计 N3 将使用更多),并将为深紫外光刻 (DUV) 层引入某些新的设计规则。

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台积电将在下半年开始使用其 N3 节点增加芯片的生产,并将在 2023 年初向一个(或多个)客户交付第一批商用芯片,届时它将获得第一笔 N3 收入。

虽然台积电的 N3 工艺技术专为高性能计算(台积电用来描述 CPU、GPU、FPGA、ASIC 等应用的术语)和智能手机而设计,但有证据表明该节点具有相当狭窄的工艺窗口,这将使芯片开发人员难以达到所需的规格。这是一个问题,因为它增加了收益时间并最终降低了利润率。为了解决这个问题,台积电开发了 N3E 版本的技术,该技术 扩大了工艺窗口并提供了对 N5 的改进。

“N3E 将进一步扩展我们的 N3 系列,提高性能、功率和良率,” 台积电首席执行官 CC Wei表示。

最初,台积电计划在 N3 面世大约一年后(即 2023 年第三季度)开始使用 N3E 进行大批量制造(HVM),但最近几个月有 传言 称,台积电将 N3E 的 HVM 时间提前了约四分之一,原因是好于预期的试生产运行。在最近的电话会议中,台积电确认 N3E 的进展提前,并正在考虑使用该技术进行量产,但没有详细说明具体计划。

“我们的 N3E 成绩相当不错,”台积电负责人表示。“进展比我们的计划提前了。是的,我们正在考虑这一点。到目前为止,我仍然没有非常可靠的数据可以与您分享我们可以拉动多少个月。但是,是的,它在我们的计划中。”

请记住,芯片开发人员有自己的设计时间表,他们不可能都能够利用早期的 N3E 爬坡,因为他们的芯片也必须通过所有的预生产迭代。尽管如此,N3E 的进展好于预期总体上是一个好兆头,特别是考虑到台积电的 N3 系列将不得不为该行业服务相当长一段时间。

N2:预计 2026 年出现第一批芯片

事实上,到 2025 年底,N3 及其进化迭代仍将是台积电的领先产品,因为该公司的 N2(2 纳米级)时间表看起来相当保守。

台积电在 2020 年 8 月首次谈及 N2 时,并未透露有关技术(目前我们知道它采用栅极环绕 [GAA] 晶体管结构)或其时间表的许多细节,但表示将建立一个位于台湾新竹县宝山附近的全新工厂,用于该节点(一些消息来源称此新工厂为 Fab 20)。台湾当局在 2021 年年中批准了建设计划,该计划包括在 2022 年初破土动工(今年早些时候台积电董事会确实 接受 了新工厂建设的资金拨款),所以我们认为在我们说话的时候正在建造工厂.

土方建设通常需要一年或更多时间,然后设备安装也需要一年多,因此我们预计 Fab 20 的第一阶段最迟在 2024 年年中准备就绪。台积电预计在 2024 年底开始使用其 N2 技术进行风险生产,然后在 2025 年底启动 HVM,这意味着 2022 年第三季度的初始 N3 量产与 2025 年第四季度的初始 N2 量产之间的差距约为三年。

“到目前为止,我们在 N2 方面的进展正在走上正轨,”魏哲家说。“我只想说,是的,2024年底,[N2]将进入风险生产。2025年,它将投产,可能接近下半年或-或2025年底。那是我们的日程安排。”

考虑到现代芯片的生产周期,我们可以肯定地说,台积电制造的第一批 N2 芯片将在 2026 年初到达消费设备。

但也许台积电关于 N2 和 Fab 20 的公开披露过于保守。华兴证券的分析师 似乎对 Fab 20 的准备情况比台积电更乐观,这可能表明如果制造工艺满足其性能、功率和良率,代工厂 可以 将 N2 HVM 时间缩短四分之一。

“我们还看到台积电在 Fab 20(新竹)的 N2 扩建计划更加清晰,”华兴证券分析师 Sze Ho Ng 在给客户的报告中写道。“根据公司计划,预计工具搬入将于 2022 年底开始,然后在 2024 年末与英特尔合作进行风险生产(客户端 PC Lunar Lake 的图形‘块’,而 CPU‘块’使用英特尔的 18A 制造) ,而Apple则是该工艺的主要客户。”

同时,当 alpha 客户已经制定了 2025 年的计划时,将节点从 2025 年第四季度拉到 2025 年第三季度可能没有多大意义,但我们肯定会看到 N2 的情况如何。

更多 N3 次迭代

今年,台积电需要领先制造工艺的客户将使用该公司的 N4 技术,该技术属于 N5 系列(与 N5、N5P、N4P 和 N4X 一起)。从本质上讲,这意味着 N5 节点将连续三年成为台积电最先进的产品。

N3 节点还必须为台积电的客户再服务三年(2023 年、2024 年、2025 年),因此我们将看到这个过程的多次迭代。到目前为止,台积电已经正式确认了 N3E 和 N3X(这是另一种类似于 N4X的以性能为导向的制造技术 ,主要针对 CPU 和数据中心 ASIC),但我预计更多 N3 衍生节点将在 2024 年至 2025 年解决主流 SoC的制造问题 .

请记住,台积电基于 FinFET 的 N3 必须在与 2023 年至 2025 年与基于 GAA 的星3GAP 和 2GAE/2GAP 以及 2024 年的英特尔 20A (RibbonFET + PowerVia) 和 2025 年的 18A (High-NA EUV)竞争中保持竞争力,台积电的工程师们必须对他们的 N3 增强功能非常有创意。

在代工方面,台积电将在相当长一段时间内保持领先于竞争对手,因为预计英特尔在 2025 年之前不会对其 IFS 专用产能进行大量投资(因此其为 IFS 客户提供的 20A 和 18A 产能可能会受到限制),而三星代工在领先产能方面传统上落后于台积电,并且更倾向于优先考虑其母公司和战略客户(例如高通)。但正式的制程技术领先地位是台积电工程师必须通过 N3 保持的,考虑到英特尔和三星的激进程度,这将是一件不容易的事情。

变化即将来临

显然,台积电的全新工艺开发和加速节奏已经增加到 N3 的两年半,N2 将增加到三年,这可能被其主要客户认为是一个重大放缓。同时,N3E 的潜在拉入是一个好兆头,表明该公司可以相当快地实现其节点内的发展。因此,主要问题是台积电的节点内进步将有多大意义。这是一个只有时间才能回答的问题。

与此同时,随着台积电三年的新节点开发周期,未来的节点内进步对公司及其客户来说将比现在重要得多。

傅涛:污水处理系统的“双百跨越”新时代下,人们对水环境提出了新的要求。污水处理从追求点上效果升级为更注重系统化和环境质量,未来的污水处理行业面临系统性升级。

  9月17日,在“2020年(第十二届)上海水业热点论坛”上,E20环境平台董事长、E20研究院院长傅涛做了题为“污水处理的双百跨越”的发言。

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傅涛

  高质量升级迫在眉睫

  2020非同凡响,中美对抗、民粹主义风行、发展路径的大变革以及巨大不确定性下的十四五规划,这些都是中国当下要面临的后疫情时代的变局。

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  然而,在巨大不确定性之下,中国的发展也存在着一定的确定性,中国面临着从建党百年2021年到建国百年2049年的双百跨越。

  中国进入了生态文明新时代,面临高质量发展的升级,公众有着对美好生活的不懈追求。中国模式不断融入世界文明,努力全面建成小康社会,实现中华民族伟大复兴。

  过去20年,中国污水处理伴生城市化和工业化飞速发展,背后有着以下三方面的驱动因素。

  一、城市化配套需求

  伴随城市化程度的提高,城市人口不断增加,相应的配套基础设施紧跟城市化步伐,加速建设,但却经常跟不上。

  二、排放标准提升

  以前环境治理总是满足于“60分万岁”,被动达标排放。随着我国对环境治理需求的提升及严要求,只满足于60分的环境治理效果不再适应新的标准要求。从二级排放标准,一级B,一级A,到四类水,三类水,越提越高的污水排放标准一直在推动行业前进。

  三、水环境质量要求

  以前环保行业只关注环境排放标准,现在发现只关注排放标准是否达标是不行的,还需要关注百姓的感知,空气是否干净,河水能不能游泳,水质安不安全。污水处理系统性目标的实现滞后。

  立足2021,建党100年,污水处理系统进入跨越双百的历史起点。

  傅涛分析了我国污水处理系统的现状,我国目前有5500余座城镇污水处理厂,2.2亿吨/日污水处理规模,2万亿资产总额,60%以上是一级A排放标准。但是,我国目前管网总长度仅仅是100万公里,污水收集率不到50%。污泥处理规模12.5万吨/日,妥善处置率不足40%。

  当前现状是污水处理系统“双百跨越”的起点。一切过往皆为序章,这是新时代的开端。

  仔细分析现状背后的原因,在公共服务体系下,污水处理核心是无害化,无害化达标的责任主体是地方政府和排放企业。随着公共服务的分化和深化,止于达标省钱的公共服务步履维艰。高质量升级迫在眉睫。

  “高质量发展不等于把排放标准越提越高,就像一个酒店,不是床越大标准越高。”傅涛指出,即使污水排放标准提到世界顶级,如果系统是落后的,这也是被曲解的高质量。达标前提下省钱,无法驱动高质量。所有被动的行业,企业家创新精神无处安放。所有被动驱动的领域都没有高质量,用户价值驱动的才有未来。高质量的支付主体是受益者,是用户。没有服务标准,只有排放标准的行业是可悲的,只能在低水平上徘徊。

  从污水处理厂、污泥到管网,污水处理的很多攻关是在点上进行突破,还缺乏系统思考。摊煎饼式的污水处理系统是表面数字的荣耀,本质是在转移污染,延缓矛盾爆发。点上的最优无法呈现质量和效果,难以呈现美好和价值。衣服不仅用来保暖,手表不仅用来计时,咖啡不仅用来提神。处理污水只是污水处理系统的最基本功能,全面达标和稳定运营是基础中的基础。

  全面小康社会之下的污水系统如何定位?

  面向2049年,建国100年。高质量发展之下, 对污水处理提出了新要求。全面小康社会之下的污水系统该如何定位?新时代面对新的背景。

  一、以人民为中心。人民向往美好,污水处理越来越注重人民对水环境改善的感知。

  二、政府公共服务。现在政府的支付意愿提高,但是支付能力在下降。

  三、信息科技进步。系统联通,万物互联,信息科技在不断进步。

  四、融合加剧。行业融合是当务之急。对于未来污水处理厂的探索,行业里有很多尝试,比如概念污水处理厂。

  污水处理的高质量探索之路刚刚开始,行业内对概念水厂、未来水厂进行了有益的探索,以“双百跨越”来憧憬污水处理未来,傅涛指出了六大发展方向:

  方向一:系统化。污水处理厂必须是系统化的,以污水处理厂为核心,实现三合一、五合一,考虑到污水处理厂、管网、污泥、河道、建筑给排水、生态环境等。系统化不是简单叠加,系统化隐藏着巨大的价值增量。

  方向二:精细化。高质量不仅仅是排放标准的高质量,更多是过程的精细化。过去三十年,污水处理完成了从无到有。但只有精品才能传世,匠人精神才能造就高质量,精细化以智慧化为依托。自动化、信息化、智能化的智慧水务是未来的发展方向。

  方向三:生态化。感知改变生活,空调,高铁,高速,5G,每一次升级,都改变生活,人们对美好生活的向往没有止境。让人民感知美好的污水处理厂,从邻避到邻利。不仅是不污染,而且要成为人民美好生活向往的组成部分。

  方向四:资源化。不仅要污水资源化,而且要看到污水中有机质、污水系统中能源的价值,未来污水处理厂应该成为最稳定的城市资源中心、能源中心。

  方向五:社会化。污水处理厂要成为未来城市的有机组成、城市的价值功能单元和文化传承载体。大象无形、大音希声,污水处理厂正在发挥价值。

  方向六:产品化。红星美凯龙、万达广场、迪士尼乐园都是产品,环保行业也要往产品化升级。我们以前把污水处理厂当做一种设施建设,其实污水处理厂本来就是产品。如果没有升级,环保企业会被淘汰,会被政策性国企淘汰。

  如何让理念落地?

  如何让理念落地?系统制约、标准提高、成本增加,谁来付费?傅涛指出了以下四条路径:

  路径一:解放思想的力量。真正的制约是理念的制约,政府支付公共服务的时代基本终结,政府不会花更多的钱做更高标准的服务。要跨越公共服务的工程化鸿沟,跨越价值服务的平庸化陷阱,让真正愿意享受美好的人为美好付费。价值所在,就是付费所在。对产品付费,不基于投资,而是基于价值。仅仅做一个工程师企业家是不够的,要做能够发现价值的企业家。路径二:释放产业的力量。服务产品化的时代已来,服务产品化伴随小型化、智能化,服务产业化需要系统化的部件支撑。

  路径三:强化榜样的力量。我们要树立样本,这也是发起“双百跨越”污水处理标杆联盟的核心。环境产业要向社会开放,难道大家真的不愿意付污水处理费吗?不愿意支付是因为不知道还可以做得这么好。好多升级都是由美好生活的愿望拉动的,比如房地产的样板间。水务行业也可以做出样板间,向用户呈现精品引导升级。用感知改变支付,相信和引导社会对美好的支付能力。面向未来的100座“双百跨越”标杆污水处理厂比选就是在寻找污水处理厂的样板间。

  路径四:善用平台的力量。携手打造标杆,不仅是示范工程,而是公共服务产品“样板间”。E20将协助组建产品开发中心,构建基于产品化的商业结构,建立基于新时代趋势的产品营销路径,研发固化政府、城市、自然、社会的价值关系。

  道不孤,必有邻。“双百跨越”污水处理标杆联盟就已完成筹备,由17家领跑的责任企业共同发起,权威专家鼎力加持,欢迎同道企业加入。

  双百跨越的不仅是污水处理厂,而是污水处理系统。近百家污水处理设施报名参与标杆试比选,试评涉及5个领域,涉及15个方面,设施入选53个,2021年将正式发布。

  傅涛最后总结,环境产业天生就是生态文明建设的主力军。因为有责任,必须有担当。生态文明下的污水处理系统作为环境单元,守护碧水蓝天;作为生态综合体的要素单元,融入生态;作为社会综合体,承载美好,融入城市和社会。

腾龙智能设备传感器的分类及选用

 通常把被测物理量或化学量转变成为电量的器件或元件叫传感器又称变换器。其中平时接触较多物理量就有温度、湿度、质量、重量、李、压强、速度、加速度、长度、角度、液位、流量、密度等与此相以对应,生产和生活中就需要温度传感器、湿度传感器、测重测力传感器、压强传感器等等。
  
  传感器的选用:
  
  传感器在原理与结构上有很大的差别,如何根据具体的吃完了目的、测量对象以及测量环境合理的选用传感器呢?是在进行某个量测量时首先要考虑的问题。
  
  当传感器确定之后,与之相配套的测量方法和测量设备也就可以确定了。测量结果的成败,在很大程度上取决与传感器的选用是否合理。
  
  1.根据测量对象与测量环境确定传感器的类型
  
  要进行测量工作,首先要考虑采用何种原理的传感器,这需要分析多方面的因素才能确定。因为,即使是测量同意物理量,也有很多中原理的传感器可以选用,哪一种原理的传感器更为合适,则根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下一些具体问题:
  
  a、量程的大小;
  
  b、被测位置对传感器体积的要求;
  
  c、测量方式为接触式还是非接触式;
  
  d、信号的引用方法,有线或是非接触测量;
  
  e、传感器的来源,国产还是进口,价格能否承受,还是自行研制。
  
  在考虑上述问题之后就能确定选用何种类型的传感器,然后再考虑传感器的具体性能指标。
  
  2、传感器灵敏度的选择:
  
  通常在传感器的线性范围内,希望传感器的灵敏度越高越好。因为只有灵敏度高时,与被测量变化对应的输出信号的值才比较大,有利于信号处理。但要注意的是,传感器的灵敏度,与被测量无关的外界噪音也容易混入,也会被放大系统放大,影响测量精度。因此,要求传感器本身应具有较高的信噪比,尽而减少从外界引入的干扰信号。
  
  传感器的灵敏度是有方向性的。当被测量是单向量,而且对其方向性要求较高,则应选择其它方向灵敏度小的传感器;如果被测量是多维向量则要求传感器的交叉灵敏度越小越好。
  
  3、传感器频率响应特性:
  
  传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围,必须在允许频率范围内保持不是真的测量条件,实际上传感器的响应总有一定延迟,当然延迟时间越短越好。传感器的频率响应高,可测的信号频率范围就宽,而由于受到结构特性的影响,机械系统的惯性较大,因有频率低的传感器可测信号的频率较低。在动态测量中,应根据信号的特点(稳态、瞬时、随机等)响应特性,以免产生过大的误差。
  
  4、传感器线性范围:
  
  传感器的线性范围是值输出与输入成正比的范围。以理论上讲,在此范围内,灵敏度保持定值。传感器的线性范围越宽,则其量程越大,而且能保证一定的测量精度。在选择传感器时,当传感器的种类确定以后首先要看其量程是否能满足要求。
  
  但实际上,任何传感器都不能保证的线性,其线性度也是相对的。当所要求测量精度比较低时,在一定的范围内,可将非线性误差较小的传感器近似看作线性的,这会给测量带来极大的方便。
  
  5、传感器稳定性:
  
  传感器使用一段时间后,其性能保持不变化的能力称为稳定性。影响传感器长期稳定性的因素除传感器本身结构外,主要是传感器的使用环境。因此,要使用传感器具有良好的稳定性,传感器必须有较强的环境适应能力。因此,在选择传感器之前,应对其使用环境进行调查,并根据具体的使用环境选择合适的传感器,或采取适当的措施,减小环境的影响,传感器的稳定性有定量指标,在超过使用期后,在使用前应重新进行标定,以确定传感器的性能是否发生变化。在某些要求传感器能长期使用而又不能轻易更换或标定的场合,所选用的传感器稳定性要求更严格,要能够经受住长时间的考验。
  
  6、传感器精度:
  
  精度是传感器的一个重要的性能指标,它是关系到整个测量系统测量精度的一个重要环节。传感器的精度越高,其价格月昂贵,因此,传感器的精度只要满足整个测量系统的精度要求就可以,不必选得过高。这样就可以在满足同意测量目的诸多传感器中选择比较便宜和简单的传感器。如果测量目的是定性分析的,选用重复精度高的传感器即可,不宜选用量值精度高的;如果是为了定量分析,必须获得精度的测量值,就需选用精度等级能满足要求的传感器。对某些特殊使用场合,无法选到合适的传感器,则需自行设计制造传感器。自制传感器的性能应满足使用要求。


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