2020/1/7 2:13:00
新闻摘自 快科技
由于国内的芯片制造工艺跟不上国产芯片设计的发展脚步,且国外尤其是美国对于芯片制造工艺设置的壁垒将越来越多;这给国内FAB厂带来无形的压力。
此前中芯国际已经表示14nm工艺已经在试产了,今年就会迎来一轮爆发,年底有望达到目前的3-5倍,同时12nm也进入了测试阶段,今年还有希望试产更先进的7nm工艺(SiSC:之前花费1.2亿美元订购的ASML的光刻机到货了?)。另外外媒有报道,2025年中国本地PC和服务器的处理器30%有望在境内设计与制造。
据了解,中芯国际14nm工艺早在2015年就开始研发,2019年已经解决了技术问题。之前有媒体还报道,中芯国际高管表态称14nm工艺的良品率已经达到了95%,技术成熟度还是很不错的。
不过对于中芯国际而言,良率达到只是第一道门槛,大规模量产是一个更大的门槛,这个过程最需要的就是客户,需要有14nm工艺的客户需求,需求量越高产能才有可能建设得更大,在这一点上,中芯国际还处于初期阶段,相比三星、台积电劣势明显。前不久,华为已确定就14nm工艺下单。
不过对于14nm工艺而言,三星和台积电都已经过了折旧期,所以中芯国际的工艺在成本上优势明显,而且中芯国际也只能依靠中国大陆的客户支持。至于产能问题,上海的中芯南方12英寸晶圆厂生产,2019年底生产了1000片晶圆左右,产量很低。根据中芯国际联席CEO梁孟松此前在财报会议上的说法,14nm月产能将在今年3月达到4K,7月达到9K,12月达到15K,将是目前规模的3-5倍;中芯国际的14nm产能在15000片晶圆/月之后应该不会继续提升了,还有更新的工艺。
中芯国际14nm工艺未来还有望改进到12nm FinFET工艺。据官方介绍,相对于14nm工艺,12nm工艺主要是晶体管尺寸进一步缩微,功耗可降低20%、性能提升10%、错误率降低20%。目前的进展是,12nm工艺已进入客户导入阶段。
在今年2月13日召开的2019Q4财报会议上,梁孟松博士首次公开了N+1、N+2代工艺的情况,他说N+1工艺和14nm相比,性能提升了20%,功耗降低了57%,逻辑面积缩小了63%,SoC面积减少了55%。芯片面积缩减55%意味着晶体管密度提升了1倍,这超过了14nm到10nm工艺的进化水平,台积电从14nm到7nm也就是提升了1倍的密度。这意味着从功耗以及稳定性的角度来看,N+1基本上是跳过10nm进阶至7nm。但从性能来看,这个10%的提升不足以证实N+1堪比7nm工艺,按照业内的标准理应提升35%。综上所述,中芯国际推出的N+1工艺主要是用于制造低功耗芯片的,有望今年年底开始试产,正式量产要排到明年了。
继N+1之后,中芯国际在规划N+2代FinFET工艺,这两者在功耗上表现差不多,区别在于两者的性能及成本,N+2是面向高性能工艺,成本也会增加。
与台积电的7nm工艺路线类似,7nm节点共推出三种工艺,包括低功耗N7、高性能N7P、以及N7+,事实上直至2019年3月用于量产的N7+工艺才开始用到EUV光刻机,再往后的5nm节点,EUV工艺便是标配了,光罩层数从4层提升到14层。
此前有分析师认为,2020年将是中国半导体行业的一个分水岭,未来中国科技公司能够掌握多项先进的半导体技术。
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在14/12nm工艺量产之后,大家都知道这件事对国内半导体制造意义重大,但具体有多大影响?从分析机构的评估来看,有了14/12nm工艺之后,国内90%的芯片代工需求都可以满足,换句话说即便遇到意外情况,中芯国际14/12nm量产之后国内也可以自己代工生产90%以上的芯片。
目前台积电、三星等晶圆代工厂已经开始量产7nm工艺了,今年还会有5nm工艺量产,从最顶级工艺的水平来说,中芯国际与这些公司依然存在2-3代的代差。但是从另一个角度来说,7nm及之后的制程工艺成本越来越高,需要而且用得起这种工艺的芯片会越来越少,今年确定能上5nm的只有华为麒麟1020、苹果A14了。
所以说,尽管国产14nm工艺距离最先进水平还有很长的路要走,但是只要稳定量产了,国内大部分高性能芯片还是可以保证的,Intel目前的桌面处理器、AMD的锐龙一代及二代也是14/12nm级别工艺生产的,它们可不是什么过时、落伍的技术。
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