国产芯片真实水平揭秘 | 我们现在到底能量产几nm芯片?
我们现在到底能量产几纳米的芯片?
根据最新消息来看,目前我们能够量产的最先进制成的芯片是 14 纳米。
2019 年第四季度。中芯国际表示,14纳米在去年第四季度进入量产。
2021 年时传出消息,中芯国际 14 纳米的良率达到95%,已经可以追平台积电。据说目前 7 纳米也已经在小规模投产了。
不得不说,在先进制程这一块中心,在国内确实是走在前面的。
2020 年,华虹宣布工艺达到 14 纳米,不过当时的良率并不高。至于现在良率具体提升到了多少,还并没有确切的消息。所以目前来说, 14 纳米,它代表了我们自主研发集成电路的最先进水平。
晶圆厂商都追求先进制成吗?纳米数字越小,说明晶体管密度就越大,芯片的性能就越强。按照常理来说,当某一制程的良率逐渐的趋于稳定时,晶圆厂商就会根据摩尔定律继续发展,追求更先进的工艺制程。芯片缩小制成就代表了半导体企业技术与工艺进步的主流方向。中芯和华虹正是因为国内芯片设计企业的刚性需要,而不断地攻克更先进的工艺制程。当然,也有因为资金和市场等原因宣布退出先进制程竞争的公司。比如格罗方德和台联电。
2018 年8月,台积电宣布停止 12 纳米以下先进工艺研发,看重投资回报率而不再拼技术的先进性。同月,格罗方德也宣布无限期的暂停 7 纳米 LP 工艺的开发。现如今全球已经形成了台积电、三星、英特尔三足鼎立的局势。前者 5 纳米的良率已经能够达到80%,后两者 7 纳米的良率还是相对比较低的,大约在 50%- 60% 左右。
芯片制程是越先进就越好吗?
在 IC 领域, 28 纳米被视为是集成电路制造产能中划分中低端与中高端的分界线。芯片制程越先进就越好。这句话只适用于特定的芯片种类和领域,比如对功耗要求非常高的GPU、 AI 芯片等。而一般工业级的芯片,使用 28 纳米以及以上的制程就足矣。比如电视、空调、汽车、高铁、火箭、卫星、工业机器人、电梯、医疗设备、智能手环、无人机等。说相比 5 纳米, 7 纳米这种先进工艺制成的芯片, 28 纳米才是主流。国内目前能够量产 28 纳米的晶源厂商主要有中芯国际、华虹半导体、上海华力微、合肥长鑫等。研发芯片到底需要多少钱?缩小芯片制成它是需要钞能力的,芯片制成越小,需要的投资成本也就越大。以 14 纳米制成芯片为例,研发设计一款 14 纳米的芯片需要投入超过1亿美元,投资建设一条月产量5万晶圆片的生产线需要 100 亿美元左右。所以攻克芯片技术,除了需要工程师的智慧和企业投入之外,还需要政策和资本资金的支持。
也许有朋友会问,这些企业都说是自主研发, 14 纳米也好, 28 纳米也罢,都能够避开管制吗?
这就需要区分一下自主研发和产业链国产化了。
如果只自主研发,那就是前文中提到的 14 纳米良率稳定, 7 纳米以投产。如果是全产业链都实现国产化,我们还有很长的路要走。实现国产化,现在圈内比较公开的信息是 90 纳米。已有业内人士透露,如果是纯国产的生产设备,能生产 28 纳米的设备已经在调试了,良率也正在慢慢爬升,目前还在联调阶段。其实无论是成熟工艺、先进工艺还是特色工艺,我们都正在一步一步的缩小我们与国际先进水平在技术和投入上的差距。
有一说一,目前全球范围内几乎没有哪个国家能够绕过他国的技术、设备、材料供应去制造百分之百本国产的芯片。就以光刻机为例,纵然是技术强大如美国,也不能够独立的制造出光刻机,他们也需要从德国、日本、瑞典等国的手中购买镜头、光学器材、轴承等材料。很多朋友都希望我们能从 IC 产业链的各个环节都实现国产化替代,从而制造出百分之百国产化的芯片。目前来看显然是不太能实现的,因为我们面对的不仅仅是一两项的技术管制,而是美国的长臂管辖。
10 年引兵南梁热血。短期看,即便实现全产业链国产化不现实,但我们也唯有咬定青山不放松。
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