重大突破，中芯國際n+1先進位程工藝流片成功，7nm就在前方

2020-10-01 iFrees

中芯國際FinFET N+1先進位程工藝的晶片流片成功了！中芯國際向7nm邁出堅實一步。所謂流片成功，意味著該製程工藝已達到有意義的良率，可以進行批量生產嘗試了，且良率有望進一步提升。

這其中，我們領先的IP和晶片設計企業芯動科技功不可沒，自2019年10月份開始，芯動科技在明知N+1工藝還不成熟的背景下，組織了精英團隊全程攻堅克難，這其中投入數百萬美元，和中芯國際共同調試基於N+1製程的第一款晶片，並一次性圓滿完成流片。

不利的環境下，中芯國際沒有放棄先進位程的追趕

儘管中芯國際目前最先進的製程只有14nm，距離晶片製造龍頭臺積電相差2-3代的技術工藝，但中芯國際依然是全球領先的集成電路晶圓代工企業，也是我們技術最先進、規模最大、配套服務最完善、跨國經營的專業晶圓代工企業。在邏輯工藝領域，中芯國際是我們唯一可以實現14納米FinFET量產的晶片代工企業，代表大陸自主研發集成電路製造技術的最先進水平。

隨著晶片製程不斷突破物理極限，集成度越來越高，晶圓廠資本開支，在每代工藝節點的增速平均達30% 。例如，每萬片月產能，在12英寸晶圓的初代節點（90nm）時，只需要4.8億美金資本開支，而進入14nm則需要20億美金的資本開支，7nm則高達25億美金。

2018年，聯電、Global Foundries在抵達14nm或12nm節點後，宣布退出更高製程的探索，10nm 工藝以下的玩家，只剩下臺積電、英特爾和三星。第二梯隊中，唯有中芯國際沒有放棄。

缺少EUV光刻機支持的7nm製程挑戰

中芯國際目前的路線圖包括使用FinFET電晶體的工藝技術，並依賴於深紫外 DUV 光刻技術。雖然中芯國際在2019年向ASML 購買了一款極端紫外線 EUV 光刻掃描儀，但到目前為止尚未交付。

在14nm之外，中芯國際未來的目標還有基於14nm工藝的12nm工藝改良版，此前官方表示12nm工藝比14nm電晶體尺寸進一步縮微，功耗降低20%、性能提升10%，錯誤率降低20%，目前已經啟動試生產，與客戶展開深入合作，進展良好，處於客戶驗證和鑑定階段。

在往後還有N+1、N+2代工藝，其中N+1工藝相比於14nm性能提升20％、功耗降低57％、邏輯面積縮小63％，SoC面積縮小55％，之後的N+2工藝性能和成本都更高一些。

關於中芯國際N+1製程的說明

「N+1」是中芯國際的官方代號，中芯國際並沒有說它是7nm節點。而且從公布的參數上看，所謂N+1製程，並不完全是網上傳的第一代7nm 工藝。

與14nm工藝相比，N+1性能提高了20％，功耗降低了57％，邏輯面積降低了63％，SOC面積降低了55％。大部分參數與通俗意義上的7nm相比，在實際功率和穩定性方面非常相似或接近，唯一的區別是性能，N + 1的性能提高了約20％，這距離7nm 的35％的提升有一些差距，當然，這是唯一的差距。

這樣來看，n+1 製程如果形成量產，其實在性能上，還是低於臺積電計劃的30%和實際的35%，而業界現在以35%為市場基準。這麼低的性能提升顯然不能被稱為7nm，它更像三星的第二代10nm和第三代10nm（就是8nm）。

接下來，中芯國際將撞上7nm EUV工藝這面高牆，雖然n+1階段可以暫時躲開ADML 的EUV光刻機， 基於DUV 7nm技術，也可以將良率和可靠性做得很好，但最大的缺點就是貴。

英特爾在7nm節點上，為成本堅持DUV成熟工藝的教訓歷歷在目。Intel 10nm與臺積電7nm+特徵尺寸同水平，Intel工藝選擇DUV(193i)+SAQP多重曝光，未採用EUV，長期良率無法突破，導致工藝被臺積電階段性超越，AMD+臺積電組合贏得部分CPU市場份額。

芯動科技率先完成中芯國際N+1工藝流片，成為裡程碑

無論如何，芯動科技率先完成中芯國際N+1工藝流片，也抵達了我們晶片史上的重要裡程碑。

芯動科技多年來深耕研發、持之以恆，聚焦全球先進工藝IP和晶片定製技術，多次填補國內空白，是國內唯一獲得全球前6大代工廠籤約支持、國內市場份額連續領先10年的高速混合電路晶片技術提供商。

芯動科技與中芯國際已有十幾年國產IP生態共建的合作經驗，從成熟工藝（0.11um,65nm/55nm,40nm,28nm等)到先進的FinFET14nm等工藝不斷跨越，在各工藝中進行規模IP授權和定製批量生產，尤其在14nm工藝實現多名客戶量產，曾連續多年獲得中芯國際「最佳IP合作夥伴」獎。此次成功流片是芯動科技基於中芯國際最新工藝的又一力作，強強合作，順利突破N+1工藝瓶頸。

結語

由於眾所周知的原因，目前我們還不能獲得EUV光刻機的加持，這意味著7nm EUV節點，乃至目前臺積電已經成熟大規模量產的5nm EUV，我們的代工企業還無法涉及。不過還好，我們現如今還有14nm 到 先進的7nm 這一段路，需要堅實的走過，夯實基礎，哪怕是12nm，N+1，N+2工藝，仍然需要我們的晶片企業通力合作，付出巨大的代價實現技術攻關。

而這期間，註定還有更多的風風雨雨，未來的處境仍將非常艱難，製造中國芯任重而道遠。

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