《中芯国际年底生产7nm工艺引外媒关注 中国芯片追上来了》

  • 来源专题:光电情报网信息监测服务平台
  • 编译者: husisi
  • 发布时间:2020-03-12
  • 在半导体领域,中国虽然是全球最大的市场,占了1/3左右的全球份额,但在核心技术比较落后,尤其是顶级半导体工艺,基本上掌握在了Intel、台积电、三星等公司手中。

    作为国内最大也是实力最强的晶圆代工厂,SMIC中芯国际是国内半导体制造行业追赶先进的关键所在,去年底他们量产了14nm工艺,并且在Q4季度贡献了1%的营收。

    此外,中芯国际在14nm之后的先进工艺上还在加速追赶,2月份的财报会议上,中芯国际联席CEO梁孟松博士也首次公开了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%。

    N+1之后还会有N+2,这两种工艺在功耗上表现差不多,区别在于 性能及成本,N+2显然是面向高性能的,成本也会增加。

    中芯国际国内外的晶圆厂分布

    中芯国际的N+1工艺相当于台积电的第一代7nm工艺,偏向低功耗一些,N+2工艺重点在提升性能,相当于台积电的7nm+工艺。

    更进一步的消息称,中芯国际的7nm级工艺进度比预期的要快,今年底就要生产了,尽管初期肯定是试产,产能不会有多大。

    中芯国际7nm工艺年底问世的消息不仅国人关注,欧美的科技媒体最近也报道了这件事,除了关注技术问题之外,他们也认为这件事对中国的半导体行业意义重大。

    总之,假如中芯国际的7nm工艺顺利,那么中国公司在半导体核心技术上算是追上来了,尽管还不能领跑,但有了同级竞争的资格了。

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    • 编译者:shenxiang
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    • 中芯国际近日表示,通过加大研发投入,14nm制程工艺芯片已经实现量产,并将于2021年正式出货。 继去年8月中芯国际首次宣布14nm芯片研发成功,到如今超预期实现量产,良率高达95%。这标志着中芯国际正式赶超台积电南京12寸厂的16nm制程工艺,追平台联电14nm制程工艺,正式跻身全球晶圆先进制程工艺代工厂的行列,这是中国半导体发展史上的重要里程碑。 对于芯片厂商而言,缩减制程数值是它们不遗余力去实现的目标。但是,当栅极宽度逼近20nm时,就会遇到新的技术瓶颈,导致研发难度和成本急剧上升:由于栅极过窄,对电流控制能力急剧下降,二氧化硅绝缘层会变得更薄,容易导致电流泄漏。因此,就需要光刻设备、绝缘材料、芯片栅极改制、FinFET 3D等新技术新工艺以突破技术壁垒。 从制程工艺的发展情况来看,从28nm到14nm是一道分水岭,随着摩尔定律逐步失效,制作更先进制程的芯片需要更长周期,业界至此也开始两极分化为具备先进制程或是传统制程的不同技术能力。 全球六大IC晶圆厂制程演进表在全球半导体业中,能实现14nm工艺节点的企业不到10家,包括英特尔、三星、台积电、格罗方得、联电、东芝、海力士、美光等。 中芯国际14nm芯片实现量产,获得的是成为全球晶圆先进制程工艺代工厂的入场券。至此,“中国芯”距离当前已经量产的最先进制程7nm仅相差两代,产品差距缩小到四年之内。 四年实现技术飞跃 作为中国大陆规模最大的集成电路芯片制造企业,中芯国际在2015年成功量产了28nm制程工艺芯片,并在短短四年实现了从28nm到14nm的飞跃,而台联电为此耗费了整整5年。 技术快速迭代,与中芯国际的高投入密切相关。2018年,中芯国际向荷兰ASML订购了一套EUV设备(极紫外线光刻机),据传是当时最昂贵和最先进的芯片生产工具,价值高达1.2亿美元,2019年初,这一设备已经如期交付。 据ASML官网介绍,这台价值1.2亿美元的设备,能够支持精细到5nm工艺节点的批量生产,拥有每小时155片的300mm尺寸晶圆雕刻能力。这为中芯国际成功实现14nm量产提供了关键设备支撑。在顶尖光刻设备的加持之下,可以想见,中芯国际距离12nm、10nm甚至7nm的时代也不会太遥远。 据公开报道,中芯国际14nm芯片目前已有超过10个流片客户,其中有车用芯片客户流片,并通过了车用标准Grade 1的测试门槛,众所周知,车用市场对芯片品质门槛要求最高。 对于全球大型芯片制造厂商而言,28nm芯片技术已经非常成熟,产能显得有些过剩。而在另一端,10nm以下制程技术则非常尖端,行业玩家只剩下金字塔尖的台积电、三星和英特尔。 而居于两者中间位置的14nm显然成为了中坚力量,成为绝大多数中高端芯片的主要制程。 有数据统计,在2019年上半年,整个半导体销售市场规模约为2000亿美元,其中65%芯片采用14nm制程工艺,仅10%左右的芯片采用7nm,25%左右采用10nm和12nm,14nm可以说是当下应用最广泛、最具市场价值的制程工艺。 随着5G和AIoT时代的到来,特别是在智慧城市、自动驾驶、安防物联网等领域各项产品日趋丰富,芯片也逐渐专注于针对特殊场景的优化,专用芯片即将迎来“百花齐放”的物种大爆发时代,广泛的AIoT场景,将让14nm制程的芯片拥有庞大的市场空间。 目前,国内已经有超过20家企业投入AI芯片的研发中来。而中芯国际对于关键制程的把控,意味着国内芯片设计企业和AI公司在应用14nm芯片产品方面获得更多的自主能力,从而实现真正完全的“中国智造”。
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    • 来源专题:光电情报网信息监测服务平台
    • 编译者:husisi
    • 发布时间:2023-01-03
    • 随着芯片工艺研发难度的加大,小芯片标准日益受到全球芯片行业的关切,而小芯片技术成为潮流将为中国芯片加速芯片技术发展提供支持,有利于中国芯片缩短与海外芯片技术的差距。 在以往芯片工艺制程技术的竞争是芯片技术竞争的关键,然而到了如今的3nm工艺上,芯片工艺研发已遇到困难,仅靠芯片工艺技术研发已很难持续提升芯片的性能。 台积电在2020年就量产了5nm,本来台积电预期2021年能量产3nm,延续此前的芯片制造工艺研发迭代时间,然而事与愿违的是3nm工艺直到今年才研发成功,然而在3nm工艺研发成功之后又被苹果指出3nm工艺达不到预期的性能,成本提升幅度又太大,导致苹果舍弃了3nm工艺而采用了由5nm工艺改良而来的4nm。 3nm研发遇阻证明了摩尔定律似乎真的无法延续了,而3nm工艺尚且无法顺利量产,那么2024年能否量产2nm工艺也就同样存在疑问,海外芯片技术延续此前1-2年升级一代芯片制造工艺的路线已被打断。 芯片制造工艺升级节奏被打乱,对于中国芯片来说其实是有利的,这为中国进一步缩短与海外芯片技术水平提供了时间和空间,中国这几年也积极以多种途径摆脱芯片制造工艺的限制,力求提升芯片性能。 中国仍然在努力发展先进工艺,据称中芯国际正在力推芯片制造工艺往7nm工艺演进,一旦7nm工艺量产,而台积电等芯片制造企业在先进工艺研发进程受阻,中国与海外芯片制造工艺的差距将缩短。 除了在芯片制造工艺方面缩短差距之外,中国还在研发芯片堆叠、小芯片技术等提升芯片性能。芯片堆叠技术是将两枚由14nm工艺生产的芯片堆叠在一起获得更强的性能,如此可以获得接近于7nm工艺的性能,这种技术应用于手机上存在着发热量过大的问题,但是对于电脑、AI等行业来说已不成问题,台积电就为英国一家厂商生产了类似的芯片,将两枚7nm芯片封装在一起可以提升四成性能,甚至超过5nm芯片的性能,证明了可行性。 小芯片技术则是另一种提升芯片性能的技术,通过将不同工艺、不同性能的芯片封装在一起缩短各种芯片之间的沟通时间提升整体性能,例如将存储芯片、GPU、CPU、AI芯片等封装在一起,整体性能就能得以大幅提升,这方面中国也已发布了自主研发的小芯片技术标准。 在封装技术上,中国已具有封装4nm芯片的技术,甚至一家国产封装芯片企业还获得了AMD的数年先进芯片封装订单,证明了中国在芯片封装技术上达到全球一流水准,这更将有助于中国大幅缩短与海外芯片的性能差距,满足国内制造业对先进芯片的需求。 可以预期随着海外芯片行业在先进芯片制造工艺方面遇阻,芯片性能提升转向芯片封装技术之后,中国在先进芯片技术方面与海外芯片的差距将持续缩短,海外芯片技术对中国芯片的发展影响将越来越小,中国芯片的技术受限的影响将越来越小,他们将越来越难以限制中国芯片技术的发展。