据了解北京一家企业正在研发一种利用现有光刻机生产5纳米工艺的技术,预计很快就能实现量产,该工艺的核心技术是自对准四重图案化(SAQP)技术,类似技术曾被台积电用于7纳米,Intel也曾试图利用该项技术。
Intel是最早考虑多重曝光技术的,2014年它就已量产14纳米工艺,2016年ASML还没量产EUV光刻机,Intel就试图利用DUV光刻机辅以多重曝光技术,提升晶体管密度,研发自己的10纳米工艺,结果Intel玩砸了,EUV光刻机量产后,Intel都未量产10纳米,又推倒重来采用EUV光刻机生产10纳米。
台积电的7纳米工艺就采用了DUV光刻机生产,如此做是为了尽快量产7纳米,并确保7纳米工艺的量产;当时三星却率先采用了EUV光刻机生产7纳米,结果是台积电用DUV光刻机生产的7纳米良率更高,在吃透了7纳米技术之后,台积电再用EUV光刻机生产7纳米,提升7纳米技术的性能。
Intel的10纳米被认为与台积电和三星的7纳米相当,这也是业界质疑台积电和三星玩数字游戏的原因,而台积电的10纳米工艺几乎是昙花一现,7纳米量产后,10纳米几乎被舍弃,芯片企业要么采用16纳米,要么直接用7纳米,可以说台积电的10纳米工艺就是一种过渡工艺。
如今这项多重曝光技术得到中国芯片行业的青睐,则在于中国芯片行业难以得到EUV光刻机,选择多重曝光技术实属无奈,但是如果采用这项技术实现5纳米工艺,对于中国芯片行业来说则是重大突破。
由于众所周知的因素所影响,中国的手机芯片、AI芯片等等都无法由台积电以先进的5纳米工艺生产,这对中国芯片行业影响巨大,毕竟更先进的工艺可以带来更强的性能和更低的功耗,增强芯片竞争力。
中国芯片研发的SAQP技术也有弊端,那就是多曝光一次,芯片的良率就会进一步下降,成本上升,不过在当前环境下,实现先进工艺的量产,对于国产芯片来说那是0与1的关系,只要能量产,那么对于中国芯片来说就具有重要意义。
当前国产的AI芯片以7纳米工艺生产,在性能方面已媲美NVIDIA的A100芯片,可以看出国产芯片在芯片设计技术方面已达到相当高的水准,而AI芯片价格昂贵,A100的售价达到10万元人民币,更高端的H100售价则达到26万元人民币,完全可以承受SAQP技术增加的成本。
在AI芯片市场,中国芯片的突破已显示了威力,由于美国限制NVIDIA对中国出售高端AI芯片,此前NVIDIA将阉割八成性能的H20芯片定价也超过10万元人民币,但是随着国内企业大举采用国产AI芯片,NVIDIA迅速将H20降价到7万元人民币,可以看出国产AI芯片的可替代性促使NVIDIA放下了身段,否则NVIDIA可能会将H20卖得更贵。
全球芯片行业其实有七成以上都是14纳米及以上成熟工艺芯片,先进工艺芯片的占比并不高,中国芯片已能量产接近7纳米水平的工艺,如果再能量产接近5纳米的工艺,那么国产芯片将可以替代绝大多数芯片。
这对于全球芯片行业影响深远,毕竟中国采购了全球近七成的芯片,如果国产芯片替代率进一步上涨,那么全球芯片供给过剩的窘境将会加剧,芯片价格会进一步下降,中国进口芯片的成本也会进一步下降,这些降低的成本其实也在变相弥补中国利用SAQP制造先进工艺增加的成本。
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