中国芯片的制造能力到底是什么水平? 看看台积电前研发处长的评价

谈数码过千里2024-09-29 14:38:33  87

前沿导读

近几日,在永康新世界的访谈中,节目组请来了曾经在台积电担任研发处处长,后来又在中芯国际担任董事的杨光磊,与他一起讨论关于中国芯片产业的一些问题。

中国被迫国产化

在美国全面封锁中国半导体行业的情况下,中国被迫开始进行全面国产化的产业链发展。在之前的很长时间内,中国都是采用了来自于全球各地的供应链,没必要自己闷头发展。

包括中国的台湾地区,也是一样的情况。虽然台湾的芯片制造业强盛,但是这些企业本身也没有太多自产的东西,反正都能花钱买得到。

美国曾经对中国实行过一些技术的禁令,一些特殊的设备是严格把控出口给中国,尤其是电子束这样的设备。

但是后来张汝京通过自己美国国籍的身份,外加上他信仰基督教,让中芯国际取得了来自于美国政府的许可,所以中芯就可以继续采购来自于美国的设备材料了。在这种环境下,中国的芯片制造业并没有国产化发展的绝对需求。

但是在现在的环境下,中国走自主化道路是必然的趋势,而且是会倾全国之力去解决这个问题。

光刻机这种产品是老生常谈的核心设备之一,但是中国目前国家平台公布的氟化氩光刻机是干式技术,而且分辨率是65nm,只能满足55nm芯片的制造。

但是在中芯国际内部,是有留存着之前从ASML购买过来的浸润式DUV光刻机。这种浸润式的光刻机,在整体的制造工艺和技术水平上面都是要远高于我国的这台氟化氩光刻机。

杨光磊在访谈中表示,目前中芯是可以做7nm的,这个是没有任何问题的,用ASML的设备。包括台积电的第一代7nm技术,也是没有用EUV技术。

至于中国的这台光刻机,用193nm的波长去达到8nm的技术,这个是可能的,但是这个东西只能说在技术上面是能出来的,只是出来的良率是多少,功能怎么样,都是存疑的。

而且中国这台光刻机属于193nm的干式技术,这个技术最早是在1999年出现的,当时的ASML、佳能、尼康都已经采用了这种技术设备。我们现在的设备,相当于海外国家25年前的水平。

被歪曲的技术解读

中国大陆推出的氟化氩光刻机,能不能制造8nm芯片?

这个话题在网络上面热度很高,而且有着来自于各式各样的讨论观点。

我国这台光刻机的分辨率≤60nm,套刻精度≤8nm,所以在各媒体平台中就出现了大量说“中国大陆可以生产8nm及以下芯片”的言论。

不过在这些平台当中,也有一些比较硬核的科普文章,反驳了这个不正确的言论。

他们大概率是混淆了光刻机的分辨率跟套刻精度的概念,再加上之前华为和上海微电子公司申请的一些关于芯片的技术专利,将这些信息聚合到一起,有点捕风捉影的感觉。

而且套刻这个技术词语是从海外音译过来的,好多人会认为套刻指的就是多重曝光,其实这是一个严重的误区。

套刻的意思是晶圆内部上下两个关键层之间的精度误差,误差越小,精度越高。

所以我们国产光刻机套刻≤8nm正确的含义是,在制造过程中,我们通过上下两个关键层对准的技术精度≤8nm,这是一个精度误差的衡量数值。

那些说中国的国产光刻机,套刻≤8nm就是可以制造8nm芯片的说法,是完全错误的。

中国芯片制造业的突围点

由于美国在很长时间以前就给荷兰施压,禁止ASML出口EUV光刻机给中国,所以中国现在拿不到EUV光刻机设备。国内所持有最先进的设备,就是中芯国际曾经采购ASML的DUV光刻机,其次就是我国最近公布的干式氟化氩光刻机。

杨光磊在访谈中还说出了一个很重要的知识点,那就是摩尔定律已经失效,10nm及以下的工艺芯片,已经不能用曾经摩尔定律的线宽来当做衡量的标准,所谓的几纳米的这个数字,代表的只是下一代的技术概念。

所谓的下一代技术,就是缩小芯片的面积,增加晶体管的堆叠,让性能变强功能变快,以此来让比如说手机上面的应用软件往前继续发展一代。

中国拿不到EUV光刻机,所以中国现在发展的芯片纳米技术是跟海外国家所不一样的,但是能否做出类似于海外国家产品的相近效能,这个是有机会的,就看这个投入的成本能否被消费市场所接受了。

据杨光磊表示,中芯国际在2021年就已经可以通过从ASML采购的DUV光刻机制造7nm芯片了,但是产品的良品率和能效是需要打个问号的。

如果推进到7nm芯片这个阶段,海外国家都是选择采用EUV光刻机进行制造,因为可以保证良品率和产品的能效。但是中国拿不到EUV光刻机,这时候就需要我们用各种不同的方法,尝试各种的新技术,尽可能的去提升产品的良品率和能效表现,降低产品的制造成本。

这时候还会出现另一个情况,当美国发现中国用其他技术进行换路发展的时候,也就表明美国之前的制裁措施已经失效了,所以美国就需要重新制定制裁措施。

比如说封控DUV光刻机的一些系统更新,禁止内部的耗材出口给中国大陆之类的做法。

EUV光刻机中国买不到,而中国所持有DUV光刻机的耗材和软件更新在未来也买不到,这就相当于在制造设备上面完全堵死了中国制造芯片的机会。

现在的格局就是,美国想办法压制中国,中国想办法突破美国的封锁。中国突破一点,美国就想办法压制你一点,两国之间来回打太极。

但是中国还有一个很强大的能力,那就是逆向工程。

ASML这个企业也只是光刻机的组装厂商,并不是研发厂商,其中的零部件有10万多个,来自于全球5000多家不同的供应商。美国要是打算完全掐死光刻机这个产业链,只能把其中的零件供应商一个个都制裁掉。

这些供应链有美国本土的、有欧洲的、有日本的、有中国的,一旦全部制裁,瘫痪的是全球的产业链。

如果中国将现有的DUV光刻机进行拆解,对内部的零部件采用逆向工程全部推倒重新做出来,重组光刻机这个产业链,那么在这种情况下,中国的半导体产业链就差不多已经实现了去美化发展,形成了自己的一套产业壁垒。

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