中国首台5纳米光刻机什么时候出现?
当今社会属于信息化网络的时代,而网络又离不开电子设备,电子设备的核心又是芯片,没了高端芯片支撑,就如同于核心技术命脉掌握在他人手中,随时有断供危机。芯片的重要地位不必多说,国防军事还是高科技产品,都需以高端芯片支撑,而光刻机是芯片制造中光刻环节的核心设备,重要性更是不言而喻。
综合目前咱们半导体产业的短板,光刻机技术难题,以及技术封锁等因素,要自主突破5nm制程工艺或少说5年,多则20年。5月15日,美国发布公告要求采用美国技术和设备生产的芯片,也必须先经过美国同意才可出售给华为。制裁升级重在打击国产企业芯片的上游,包括晶圆代工在内的芯片生产制造供应链。
据悉台积电的5nm制程工艺也已获得包括苹果、高通和华为等重要公司的大量订单,其中苹果将采用5nm工艺设计iPhone 12的A14芯片。而代表着自主技术国产光刻机最高水平节点还停留在上海微电子的90nm制程,当然中芯国际14nm芯片能够量产,7nm制程也研发许久,为了在技术上寻求突破,中芯国际开展N+1、N+2工艺战略,已进入客户导入产品认证阶段,并且提到N+1工艺的芯片相较14nm性能提升20%、功耗降低57%、逻辑面积缩小63%,SoC面积缩小55%。N+1和7nm工艺非常相似,唯一区别在于,N+1工艺的性能只提升了20%,但市场基准性能提升是35%。但N+1毕竟不是真7nm。
由于自主光刻机技术还停留在90nm节点,(也有说国产光刻机技术已推进至22nm节点,不过也更多是停留在实验室阶段)。确切的是离量产商业化还有很长的一段距离,而且与国外领先的光刻机已达到5nm EUV(极紫外光刻)水平相比还是遥不可及。下图看出我国的中微电子主要供应低端光刻机。
中微半导体早在2018年就宣布已掌握5nm刻蚀机技术,并已通过台积电5nm工艺验证,刻蚀机已成功打入全球芯片先进制程产业链,且设备水平已和国际前沿技术成功接轨。光刻机很难,难以直接复制,光刻紫外光源控制、透镜模组、能量控制器…要靠技术一步步积累不断去进步。
就好比说没有德国的蔡司光学设备,没有美国的Cymer光源,ASML也难以达到如今的高度,光刻机是行业净化大集成者,咱也没有实力单独生产光刻机所需的高端零部件。恰恰的是半导体产业长期以来是咱们短板所在,即便有意识去追赶,也要大量时间去铺垫,美国各类清单管制在无形扩大,这必然也是阻碍因素所在。
能自主研制光刻机,但在精密加工技术上面我们存在着不足,在光刻设备对技术积累和供应链要求极高的情况下,打破局限是高难度的,可能需要数年(10~20年)甚至更多的时间来铺垫发展,但纵然如此艰难,国产光刻机依然不会停止追赶的脚步。
你觉得我们造出5nm的光刻机要多久呢?
中国光刻机现在多少纳米最新消息
虽然芯片的制造难度越来越高,成本越来越大,但是对于更先进工艺的追求,各大芯片厂商却并没有停止过。
15年前还是65纳米工艺的天下,而今天却已经进步到了3纳米,根据台积电方面的信息,其已经具备3纳米工艺芯片的生产能力。
不过根据媒体的报道称,今年应该不会有3纳米工艺的芯片上市,今年的下半年,主要是进行3纳米工艺备货。
然而在大批量生产之前,除了芯片代工厂要具备相应的制造能力和良品率以外,还有一道工序非常重要,它就是芯片测试。
从一款芯片从无到有的大致流程来看,主要分为IP架构、设计、生产、封装和测试。
在测试之前,一颗芯片被制造出来,到底能不能用,这一切都还未知,所以必须要经过测试阶段的考验,才可以进行大规模的量产,否则损失将难以估量,因此芯片测试环节至关重要。
而就在近日,我国芯片测试企业立扬芯片正式宣布,其3纳米先进制程工艺的芯片测试方案已经调试成功,也就是说,立扬芯片完成了全球第一颗3纳米芯片的测试,网友表示该来的总会来。
那么这颗3纳米芯片到底来自哪个企业呢?
根据之前的报道,首先在3纳米工艺上,台积电还是要比三星的技术进步更早,三星的3纳米良率只是在近日才宣布有所好转,因此这颗芯片应该就是出自台积电之手。
那么这又是哪家芯片企业设计的呢?
这方面的可选项其实并不多,据悉在台积电3纳米的工艺分配上,第一梯队的企业只有两家,分别是苹果和英特尔。
高通等芯片企业,在最先进工艺上,依然还是使用4纳米工艺。
而恰好近日媒体曝出,英特尔CEO即将到访台积电,而到访台积电的目的,就是确定一下3纳米工艺可以得到多少产能。
所以,立扬芯片测试的这颗3纳米芯片,应该就来自苹果所设计。
不得不说,没想到竟如此之快,整体来看,我们的芯片产业几乎已经快要实现闭环。
在芯片架构上,目前已经不是问题,可以说现在全球的主流芯片架构,都可以获取。
在芯片设计上,我们并不缺少优秀的芯片设计企业,例如华为海思、韦尔半导体、紫光集团、长鑫存储、长江存储等。
可以说我们所需要的芯片,在设计环节中已经不成问题。
在制造环节,目前全球前十大芯片代工厂,我们有三家,其中具备14纳米工艺量产能力的有两家。
而7纳米其实我们也已经具备实力,只不过规模还不大,但技术已经掌握了。
在芯片制造设备上,除了光刻机之外,其他设备全部具备了14纳米能力,有的设备已经具备了5纳米能力。
而光刻机距离14纳米也已经不远了,我们完全可以拭目以待,少安毋躁。
封装方面,这其实是我们的强项,封装光刻机,我们具备国际领先水平;在封装技术上,长电已经可以封装4纳米芯片。
因此总结来看,我们目前在很多环节上已经进入先进工艺的水平,而整体环节上,预计未来5年,我们是有可能实现7纳米工艺的全部国产化。