前两天的上海外宣发布会上,在提到集成电路时表示,上海的企业已实现14纳米先进工艺规模量产,同时提到90nm光刻机实现突破。
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这一消息咋一看很是让人费解,在为14nm芯片实现规模量产振奋的同时,大家不免疑惑,国产90nm光刻机真的能用于14nm芯片的量产吗?
从理论角度出发,并非90nm光刻机只能用于生产90nm及以上制程的芯片,若经过多次曝光,制程是可以缩短的,比如90nm光刻机经两次曝光、三次曝光之后,得到的芯片是45nm和22nm。
因此理论角度上,90nm光刻机生产14nm芯片可行,多次曝光即可,极限是7nm制程。
当然多次曝光并非最优选择,曝光次数越多,那么良品率越低,同时成本也会随着曝光次数的增多而陡增。若想获得更短制程的芯片,无限曝光是不可行的,终归还是要依赖更先进的EUV光刻机。
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但是在“卡脖子”的大背景,显然想要从荷兰ASML公司进口EUV光刻机是不可能的,既然宣布实现了14nm芯片的规模量产,途径可能是以下两种之一:
一是多次曝光技术上实现了突破:
通过多次曝光来生产短制程芯片并非不可行,强有力的证据就是当年ASML公司还尚未推出EUV光刻机的时候,台积电就利用DUV光刻机多次曝光实现了14nm芯片的量产。
如果中芯国际复刻台积电多次曝光技术,同时加以优化,那么14nm制程规模量产并非天方夜谭。
另外,虽然对外宣称的是90nm光刻机“实现突破”,但结合以往的信息,90nm可能有点保守和低调了,事实上早前上海微电就曾透露28nm光刻机即将进入量产阶段,只差验收合格这临门一脚。
若部分28nm光刻机真的交付了,那么技术优化后的多次曝光技术就完全可行了,理论上只要曝光两次就可以得到14nm芯片,良品率可以保证,同时成本也能得到控制。
通过最先进的28nm光刻机,以两次曝光来实现14nm制程芯片的量产,这可能是中芯国际走的一条路线。
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二是依附于从ASML公司进口的光刻机:
只宣布14nm芯片实现了规模量产,却没有说明依附的是国产还是进口光刻机,这给大家留下了足够想象的空间。
结合去年3月份的消息,中芯国际曾披露过一份购买协议,买方是中芯国际,卖方是荷兰ASML公司,此次购买的总价高达12.02亿美元。
虽然中芯国际未公布订单包含的产品或机器型号,只披露是深紫外线光刻技术,但当时上海微电就已经掌握了90nm光刻机,同时在28nm光刻机上有较大突破,所以这批采买的DUV光刻机大概率是28nm。
今年的第一季度,ASML公司向中芯国际交付了23台DUV,在此基础上中芯实现14nm芯片的量产并非难事。
用进口DUV光刻机实现14nm芯片的规模量产,这可能是中芯国际走的另一条路线。
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实际上翻阅以往的信息,早在2019年的时候,中芯国际就曾宣布14nm芯片实现了“风险量产”。
3年时间过去了,无论是依附于国产90nm、28nm国产光刻机,通过多次曝光的技术优化实现14nm工艺规模量产,或是依赖进口DUV光刻机实现量产,都算是取得了重大性突破,可喜可贺。
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有人可能对中芯国际实现14nm规模量产嗤之以鼻,毕竟国外最先进工艺能触及7nm、5nm,认为14nm无用武之地。
实际上述认识是完全错误的,站在芯片需求市场的角度上,14nm完全“够用”,这一点可以从不同制程芯片的市场需求量上加以印证:
掌握14nm先进工艺,对中芯国际来说意味着什么?
全球角度上来讲,10nm以下是非常尖端的技术,目前能掌握这一工艺的只有英特尔、三星和台积电;
对于绝大部分制造商而言,28nm制程就已经属于较为先进的工艺了,且这一赛道上的竞争十分激烈,大有产能过剩的意思。也就是说在中芯国际掌握14nm工艺规模量产之前,其28nm制程在市场上的竞争是很激烈的,毕竟我们能生产,别人也能生产。
但是回过头来看14nm工艺,掌握的企业很少,此前只有英特尔、台积电、三星、格罗方得、联电等少数几家厂商掌握,中芯国际是继他们之后本土唯一掌握这一工艺的厂商,在满足国内市场所需之外,也能在国际芯片市场上分一杯羹,这就是14nm量产的意义所在。
根据2019年上半年的数据,14nm制程工艺芯片的市场所需占65%,规模约1300亿美元,剩下的35%才是7nm、10nm、12nm。随着14nm量产,我们现在完全可以在主流市场上竞争。
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综上来说,中芯国际实现14nm工艺规模量产,究竟靠的是国产90nm、28nm国产光刻机,还是靠从ASML进口的DUV光刻机,其实意义不是很大,关键在于接下来可以推动芯片国产替代率,同时抢占主流市场的份额,这才是最重要的。
当然我们不会止步于14nm工艺就此满足,接下来一定还会朝着12nm、10nm、5nm去努力,“越打压,越突破”!