据了解,14纳米及14纳米以上制程的半导体芯片可满足70%的市场需求。我国在2021年实现并初步完成了28纳米芯片的自主化生产。没过多久,业界便传来14纳米芯片将在2022年年底实现量产的消息。
我是柏柏说 科技 ,资深半导体 科技 爱好者。本期为大家带来的是:国产半导体将在2022年年底实现14纳米芯片的自主化量产。
老规矩,开门见山。2021年6月23日,环球网消息。中国电子信息产业发展研究院,电子信息研究所所长 温晓君 在接受采访时表示:“ 我国将在2022年底完成14纳米制程的攻坚,完成14纳米制程芯片的量产 ”。
在这里穿插一点:或许是意识到自己无法阻拦我国芯片制程的发展,ASML近期提高了自家中端光刻机的售价。讽刺的是,ASML刚对自家的中低端光刻机降价,紧接着又对自家的中端光刻机提价,其意图不言而喻。
值得一提的是:结合我国近些年来对半导体行业的大力扶持,国产半导体厂商在芯片代工、集成电路领域中的突破。早先业界人士预测, 28纳米将是国产芯片代工行业的制程新起点,28纳米与14纳米制程预计在2021年、2022年实现。
事实上,我国的确在2021年实现了28纳米制程的突破,如今业界有关于14纳米制程的预测,也得到了温晓君的确定。种种迹象表明,国产14纳米芯片真的要来了。我国破冰14纳米制程,将给国产半导体行业带来哪些改观呢?
首先我们要弄明白目前半导体市场的趋势。虽说比起7纳米、5纳米制程,14纳米制程比较落后。但在硅基半导体市场中, 14纳米、28纳米制程依旧是主流。 目前 14纳米及14纳米以上制程的半导体芯片,占据整个半导体市场的70%。 毕竟智能 汽车 、智能家居等中低端半导体制程芯片占据了大部分的芯片市场。
即便不谈14纳米制程的半导体芯片,单是我国在今年掌握的28纳米制程芯片便占据了近半的芯片市场,28纳米制程也被业界称为“黄金线”制程。
据了解,目前大多数的中低端5G芯片,其采用的工艺大多都是14纳米、12纳米。补充一点,12纳米与14纳米之间的差距并不大,类似于台积电的5纳米与4纳米之间的区别,只是在工艺上,晶体管排序上做出了优化。即12纳米是14纳米制程的改进版,其设备并未做出太大改变。
也就是说,华为的5G麒麟中低端处理器芯片,有望在明年实现量产。尽管不能解决华为在高端制程领域中的“芯”疾,至少可以在一定程度上缓解华为在中低端消费者领域中的压力。不只是华为代表的智能手机领域,在PC端市场中,以龙芯、飞腾为代表的PC端市场,也会因此受益。
例如龙芯采用自研指令集架构“loong Arch”制成的龙芯3A5000处理器芯片,14纳米制程足够满足国内大多数PC端厂商的需求。而且不同于手机处理器这种高精密芯片,PC端芯片对于制程的要求要缓和一些。也就是说,,由14纳米、12纳米代工制成的PC端芯片,可以满足大多数的日常工作需要。
温晓君介绍,目前我们在14纳米制程上已经攻克了大多数的难题,刻蚀机、薄膜沉积等关键技术设备都实现了从无到有的突破,并已投入供应链使用。此外,有关封装集成技术方面的突破,我国实现了全面量产。光刻胶、抛光剂等上百种材料也进入了批量销售。以上成果可以助力我国摆脱国外技术限制,实现国产集成电路的全产业链覆盖。
我国成功攻坚14纳米项目,有助于我们更好地对抗国外半导体行业的打压。虽说我们与国外先进半导体制程之间的距离比较大,但路是一步一步走的。目前我们的主要任务是确保自己在半导体领域中不会被主流技术落下。因为在确保市场营收的基础上进军高端技术行业,显然是更好地选择。
众所周知,全球制造芯片最厉害的当属台积电,目前已经是5nm,使用台积电5nm工艺术的苹果A14就已经发布了。但是对于我国来说,5nm显然是很遥远的存在。报道指出,目前我国在相关技术上的掌握其实还远远不够,芯片制造本身需要脚踏实地的试验和研究,虽然理论上不存在问题,但技术和经验往往是决定成功与否的最重要标准。此前中科院发布的相关技术完全可以说是5nm芯片的相关技术,但距离掌握芯片制造的全工业流程还远远不足。必须清楚的是,由于起步较晚,我国在芯片领域虽然紧赶慢赶,但目前还只有180nm工艺的水平。
从全球半导体的工艺制程来看,28nm以上算是成熟工艺,而14nm及以下都算是先进工艺,而7nm或以下工艺的芯片产能占了全球总产能的90%以上,目前基本上也就只有几款手机芯片才使用5nm工艺。而我们知道芯片制造需要几十上百种设备,几百道工序,非常复杂,同时芯片制造遵循短板理论,那就是最高工艺,取决于最落后的那一款,也就是最短的那一块“板子”。
虽然理由很多,但其实说白了还是时间的问题,Intel从起家都干了多少年了?当时1968年我们在干啥;三星(1978年)和台积电(1987年)入行也相对较早,而当时我们才刚刚从传统产业中挣脱出来,还在艰难地摸索适合中国发展的模式。
从目前的垄断情况看,没有个数年甚至十年以上可能都是做不到的,但中国的科研团队向来耐得住寂寞。在当前国家越发重视科研的大背景下,资金和人员的投入不断加大,对普通人来说可能无法忍受,但对年轻或者年长的科学家们而言,距离研究出结果不过是又一个“十年”而已。
我们在追赶,ASML的EUV 4nm制程曝光机设备据说已被允许卖给中国,标志着设备方面我们不再成为关键的研发瓶颈。但长远来看,如果国内现在最先进都是14nm,买了曝光机直接进入4nm制程,随着摩尔定律的突破,可能跳级的结果是带来严重的不适症状,也就是项目难产。所以第一条提到的技术时间积累储备、有长期的学习曲线方面,这将是一条很坚硬很坚难的山路,可能我们要好长时间才能实现真正赶超。
等到我国不依赖国外的设备、材料,尤其是光刻机,能制造出10nm以内的芯片出来,才是算是真正的崛起,这时候再进行赶超就没那困难了。
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