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近兩年來,隨著國內半導體產業日趨成熟,國產晶片的發展速度也在飛速提高,不僅國產晶片設計研發,紫光展銳、達摩院和華為海思等眾多國產企業,已接二連三地傳出晶片設計研發成功的好消息,而且在晶片製造上,一直被寄予厚望的中芯國際也實現了重大突破。
說到製造,可能很多人以為晶片製造和其他科技產品的製造差不多,其實這兩者之間有著天淵之別。正因為如此,目前能製造晶片的國家和企業可以說屈指可數。要知道,想成功製造出一個晶片,除了要完成晶片的研發和設計外,還要克服一個相當棘手的難題。這個難題就是晶片的製造問題,而要解決這個問題,必須要具備兩個必不可少的條件,一個是晶片技術,另一個製造設備光刻機。
對於晶片技術,中芯國際自2000年創立至今,經過20年發展已基本完成了一定的技術積累。不過,中芯國際在晶片製造過程中所需的設備卻嚴重匱乏,特別是製造高端晶片所需的設備——EUV光刻機。這種光刻機目前只有荷蘭的ASML公司能夠製造出來,它可以說是製造主流晶片市場上所需的7nm晶片,乃至5nm、3nm晶片的關鍵設備。正因為這樣,在2018年中芯國際就曾向荷蘭的AMSL公司申請,購買一臺EUV光刻機,但是直到現在ASML公司依舊沒有完成交付。
為什麼會這樣呢?其實,這主要是受美國晶片禁令的影響,ASML公司才無法完成交付。這樣的話,缺少了EUV光刻機,是不是就無法製造主流的7納米晶片了呢?肯定不是!因為製造7nm晶片並非必須依靠EUV光刻機。據悉,在EUV剛剛問世的時候,晶片製造巨頭臺積電的胡正明教授團隊就曾經自研出了一套,可以將DUV潛能發揮極致,僅依靠DUV(深紫外光)光刻機就能製造出7nm晶片的辦法——FinFET工藝。
這種利用DUV製作7nm晶片的技術,當然也有一些缺點,例如,為了得到精度更高的晶片,經過多次曝光後,其良品率會大打折扣,而且實際操作的難度也會相對增加。但從另一個角度來看,臺積電還是成功地把DUV的工藝提升到了7納米,從側面說明,同樣做晶片的中芯國際,即使沒有荷蘭的EUV光刻機,依靠DUV光刻機也有可能生產出7納米晶片,荷蘭的EUV光刻機並不能限制中國晶片的發展。
另外,中芯國際一直憋著新的大招,自梁孟松教授(胡正明的學生)加入後,在沒有EUV光刻機的情況下,短短兩年就實現了晶片工藝的升級,克服了14納米技術的瓶頸,而這僅僅是中芯國際發力的開始。
隨後,中芯國際又另闢蹊徑,開發了一種新的製造晶片N+1技術,並通過晶片市場數據測試,結果出人意料,效果驚人,與臺積電第一代7納米晶片的數據,也不謀而合,同時,中芯國際還透露, N+1技術升級後, N+2技術的研發也早已提上了日程, N+2技術將更偏向於提升晶片的性能,一旦研發成功,效果將更加接近7納米晶片主流標準。
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