为什么中国大陆,还制造不出5nm、3nm的先进芯片?
什么样的芯片算是先进芯片?按照之前行业惯例,28nm以下的芯片,称之为先进芯片,而28nm及以上的芯片,称之为成熟芯片。
不过,随着时代的进步,现在大家都觉得只有5nm及以下的芯片,才算是先进芯片,至于7nm甚至7nm之上的,10nm、14nm芯片等,都不算先进芯片了。
毕竟目前像台积电、三星、英特尔都进入3nm,甚至2nm阶段了,7nm已经算不上多先进了。
如果以7nm为成熟芯片和先进芯片的分界线的话,可以很肯定的告诉大家,目前中国大陆还造不出7nm之下的芯片。
那么问题就来了,芯片也是人造的,不是神造的,为何我们这么重视芯片产业,发展了这么多年,还造不出5nm,以及5nm之下的先进芯片呢?
其实造芯片,不是用手搓出来的,分为材料、设备、技术三个方面。
材料中最重要的是硅片,造5nm芯片需要12寸硅晶圆,纯度不能低于99.9999999%(9个9),还有平整度的要求,以前国内造不出这样的硅片。
后来张汝京创办了上海新昇,在2016年实现了300mm半导体硅片的规模化生产,才实现了12寸硅片的0的突破,但如今,在硅片上,依然被国外巨头垄断,国产份额不到5%。
而除了硅片之外,还有光刻胶、各种靶材、气体等,目前国内还有很多欠缺,比如光刻胶,国产光刻机,还只能支持到40nm左右的节点,再往下就要从日本进口了……
除了材料之外,半导体设备也同样重要。
其中最关键的光刻机,大家都清楚的,干式DUV光刻机,最多能制造65nm的芯片,浸润式DUV光刻机,最多能制造7nm的芯片。
只有EUV光刻机,能够制造5nm及以下的芯片。目前ASML的EUV光刻机,不能卖给中国,连浸润式DUV光刻机,都有部分受限了。
而国产光刻机,之前是90nm,前几天工信部公布了一台光刻机,也是65nm,还是干式DUV光刻机的范畴,不可能支持到5nm的……
除了光刻机之外,还有很多设备,也是和工艺相关的,比如刻蚀机等等,目前国内的能够进入5nm的设备,真的不多,大多数靠进口,但目前美国又不准这些厂商卖给中国。
另外还有技术本身,并不是你拥有光刻机、有材料,就一定能够制造出5nm芯片的。
芯片制造也是非常有门槛的,大家看看联电、格芯等,什么材料、设备都能买到,为何还停留在14nm,一方面是他们不想再往下了,二就是技术难度。
像intel,为何多年打磨14nm?也是因为进入先进工艺太难,后来不得不改名,将7nm改成intel4,5nm改成intel3,才算是进入了5nm……
所以,目前在制造先进芯片方面,中国大陆不仅受限于材料、设备,还有技术本身,也需要磨炼,这是一个长期的、不断前进的过程。
基于当前外部形势,中国大陆想要制造出5nm这样的芯片,需要国产产业链都达到5nm节点,这个过程会比较漫长,大家要有耐心一点。
突破欧美围堵!国内公司取得7nm或以下芯片关键技术
近年美国禁止中国输入关键芯片及先进的芯片制作工具,被中国视为是欧美在科技上的围堵。最近中国上海微电子设备(集团)股份有限公司 (SMEE),公布了一系列制造7nm及以下芯片关键能力的专利,或许可以突破欧美的科技围堵。
图片由SMEE官方网页下载
中国国家智慧财产局于9月10日披露了一项名为“极紫外线辐射发生装置及光刻设备”的发明专利,内容涉及极紫外线辐射(EUV)发生装置及光刻设备,申请者为上海微电子装备(集团)股份有限公司。
上海微电子此次揭露的专利主要涉及EUV光源及光刻设备,其中重点的极紫外线辐射发生器(光源)主要包括腔体、靶材产生器、雷射产生器、收集镜、电极板、气控部件等关键部件。
据资料来源指,极紫外线辐射EUV微影技术,是一种先进的芯片制造技术,可在半导体晶圆上绘制极其精细的电路,从而生产出更小、更强大的芯片。这项技术使用极紫外光(EUV)作为光源,比传统微影技术能达到更高的精准度。拥有 EUV 光刻技术专利意味著掌握了制造7nm及以下芯片的关键能力。
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