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中芯國際光刻機(jī)到底什么層次呢?
我們知道最近中芯國際壓力很大,它發(fā)布通告:稱已知悉美國商務(wù)部工業(yè)與安全局根據(jù)美國出口管制條例向部分供應(yīng)商發(fā)出信函。
并且已經(jīng)對向中芯國際出口的部分美國設(shè)備、配件及原物料會受到美國出口管制規(guī)定的進(jìn)一步限制,須事前申請出口許可證后,才能向中芯國際繼續(xù)供貨。
可見,在美國制裁華為之后,中芯國際確實承受了很大的壓力,如今的制裁,也確實說明了中芯國際想要給華為芯片代工,可能也缺乏難度。
我們可能過度美化了中芯國際的優(yōu)勢,從目前來看,中芯國際最厲害的技術(shù)是能夠量產(chǎn)14nm芯片,但是之前有消息稱會有N+1和N+2方案,都是無限接近7nm工藝制程。
而且,梁孟松進(jìn)入中芯后,量產(chǎn)且研發(fā)14nm出來后,僅用9個月完成的成績,如今8nm攻克并且將試產(chǎn),這確實讓我們感覺到雖然比不過臺積電,但是在技術(shù)方面也并不差。其實,我們對于中芯國際應(yīng)該有兩種態(tài)度,第1種態(tài)度,不要過分的夸大中芯國際的能力,實際上中芯國際和目前的頂級芯片代工企業(yè)臺積電等還是有一定的差異,畢竟他們已經(jīng)在研發(fā)更高層次的工藝制程。
第2種態(tài)度,我們也不要小看中芯國際的能力,除了一些主要的頂級芯片代工企業(yè)之外,中芯國際的表現(xiàn)也可圈可點,它能夠滿足大部分芯片的代工需求。
我們也希望中芯國際能夠不斷的拓展它的技術(shù)和能力,能夠滿足我們對于芯片代工的需求。
中芯國際的高端光刻機(jī)來自于荷蘭ASML,可以量產(chǎn)14nm的芯片,預(yù)計今年量產(chǎn)7nm制程工藝的芯片,目前ASML最先進(jìn)的光刻機(jī)是EUV極紫外光刻機(jī)。
我國生產(chǎn)光刻機(jī)的廠商是上海微電子,可以量產(chǎn)90nm工藝的光刻機(jī),占據(jù)了80%的低端光刻機(jī)市場,畢竟大多數(shù)芯片是不需要高端光刻機(jī)的。
中芯國際:14nm和7nm中芯國際是我國國內(nèi)的晶圓代工廠,并不生產(chǎn)光刻機(jī),高端光刻機(jī)主要來自于荷蘭的ASML,而是利用光刻機(jī)生產(chǎn)芯片,根臺積電差不多。
目前,中芯國際代工14nm制程工藝的芯片,良品率達(dá)到了95%以上。華為旗下的海思半導(dǎo)體已經(jīng)下單中芯國際的14nm工藝,從臺積電哪里搶下了不少訂單。
早在2018年,中芯國際就在ASML預(yù)定了EUV光刻機(jī),用于生產(chǎn)研發(fā)7nm工藝的芯片。但是,因為很多外界因素,至今沒有收貨,被逼無奈下,中芯國際在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上成功研發(fā)了N+1、N+2工藝,也就是7nm工藝。在N+1、N+2代的工藝不會使用EUV工藝,等到EUV設(shè)備就緒之后,才會轉(zhuǎn)向EUV光刻工藝。
上海微電子:90nm我國生產(chǎn)光刻機(jī)的廠商是上海微電子,可以穩(wěn)定生產(chǎn)90nm制程工藝的光刻機(jī),與荷蘭ASML最新的7nm EUV光刻機(jī)還是有很大差距的,而且這些差距是無法跳過的,只有成功量產(chǎn)65nm、24nm等光刻機(jī),之后才能進(jìn)行下一代光刻機(jī)的研發(fā)。
其實,上海微電子和荷蘭ASML在光刻機(jī)上的差距,反映了我國和西方精密制造領(lǐng)域的差距,一臺頂級的EUV光刻機(jī),關(guān)鍵零部件來自于不同的西方發(fā)達(dá)國家,美國的光柵、德國的鏡頭、瑞典的軸承等等,最關(guān)鍵的是這些頂級零部件對我國是禁運的。
上海微電子作為一家系統(tǒng)集成商,自己并不生產(chǎn)關(guān)鍵的零部件,所以做不出22nm以下的光刻機(jī)也不是他的責(zé)任。目前,只有做好了中低端,慢慢培養(yǎng)國內(nèi)零部件廠商,才能一點一點的往上走。
荷蘭ASML:7nm和5nm目前,光刻機(jī)的大佬是荷蘭的ASML,占據(jù)了高達(dá)80%的市場份額,最先進(jìn)的EUV光刻機(jī)全球只有ASML能夠生產(chǎn),技術(shù)門檻極高,是人類智慧集大成的產(chǎn)物。
ASML的光刻機(jī),90%的零件均自外來,德國的光學(xué)設(shè)備和超精密儀器,美國的計量設(shè)備和光源設(shè)備等,ASML要做的就是精密控制,在7nm的工藝下,將誤差分擔(dān)到13個系統(tǒng),3萬多個分件。
EUV光刻機(jī)的產(chǎn)量很低,而且ASML還有一個奇特的規(guī)定,只有投資了ASML才有優(yōu)先供貨權(quán),而臺積電、英特爾、三星、海力士都在ASML有相當(dāng)可觀的股份,大半個半導(dǎo)體行業(yè)都是ASML的合作伙伴。
總之,我國的上海微電子生產(chǎn)的光刻機(jī)與荷蘭ASML還有很大的差距,一個90nm,一個7nm EUV光刻機(jī)。在晶圓代工領(lǐng)域,中芯國際和臺積電是競爭對手,一個是量產(chǎn)14nm,一個是量產(chǎn)7nm EUV。
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擁有全球頂尖的光刻機(jī)及先進(jìn)工藝制程還屬臺積電、三星,這兩家代工廠目前擁有全球最先進(jìn)的光刻機(jī),可以量產(chǎn)到7nm工藝制程,并且正在向5nm進(jìn)軍、研討3nm工藝制程的可行性。而中芯國際由于未能擁有全球先進(jìn)的ASML高端光刻機(jī),在工藝制造上就顯得要落后不少,去年中芯國際才開始量產(chǎn)14nm工藝制程芯片。
雖然2018年中芯國際就向ASML高價訂購了一臺先進(jìn)的高端的EUV光刻機(jī),但由于美國的阻撓又祭出了瓦森納協(xié)議,遲遲不能到位。在此情況下中芯國際在現(xiàn)有設(shè)備基礎(chǔ)上正在研發(fā)新的工藝技術(shù)以達(dá)到能夠制造7nm工藝制程芯片。那就是中芯國際所說的N+1、N+2制程。
N+1、N+2可達(dá)到7nm工藝制程,但與臺積電的7nm EUV工藝制程又有區(qū)別。臺積電7nm EUV利用先進(jìn)的EUV高端光刻機(jī),可以一次曝光完成,具有高效而且低功耗特點。而中芯國際的7nm利用多次曝光完成,效率較低,性能有所不如,N+2在N+1基礎(chǔ)上面向的是高性能、但成本會增加。
從目前來看中芯國際與臺積電有2-3代的代際差,其光刻機(jī)并非國產(chǎn)的。國產(chǎn)最好的光刻機(jī)就是上海微電子SMEE所生產(chǎn)的面向90nm工藝制程的,差距更為明顯。但國內(nèi)目前已經(jīng)攻克了較為關(guān)鍵的光源問題,比如武漢廣電國家研究中心已經(jīng)研發(fā)出新的技術(shù),可以達(dá)到9nm工藝制程,不過還停留在實驗室階段,離正式生產(chǎn)還有不少的距離。
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