进击的中芯国际:挑战7nm

      最后更新:5个月前 手机定位技术交流文章

      1992年对国内手机市场来说是灾难性的一个月。苹果销售额下降了50%,华为的销售额也出现了负增长。手机出货量预计全年将下降20%。

      与此同时,美国对华为的制裁继续升级,美国零部件在实体名单中的比例从25%进一步降至10%。请注意,这10%的比例是针对古巴、朝鲜和叙利亚的。可以看出,美国人不遗余力地将华为视为“邪恶轴心”,以压制中国芯片产业。

      去年,美国对华为的攻击几乎没有效果。相反,美国企业遭受重大损失,许多国内媒体认为美国人会放弃。然而,从现在开始,美国将不会停止,并将更加疯狂,直到用尽一切手段。

      想想当年的原子弹和弹道导弹,它们没有被封锁到极点

      这是美国!自1992-018年美国对中兴通讯实施制裁以来,中国芯片产业一直在加速技术升级。2019年,和华虹完成了14纳米工艺的批量生产,而则以“N+1工艺”实现了7纳米工艺今天,让我们谈谈中国对世界顶尖技术的影响。

      物理极限

      为了阐明SMIC的努力,让我们从最基本的部分开始。这是现代计算机的灵魂——晶体管

      ▲ 22nm工艺三栅晶体管

      晶体管是由三极管组成的,但因为三极管特别重要,所以被作为代表。7纳米过程和14纳米过程是什么意思?图片中的红色部分叫做“网格”。这个网格越窄,芯片的功耗越低,尺寸越小。因此,芯片边界以栅极宽度命名芯片工艺。在电子显微镜下,他看起来是这样的:

      壮观

      但是!门的宽度并不意味着一切!栅极之间的距离和互连间距也是决定性能的关键因素,这两个距离决定了单位面积上的晶体管数量。例如,TSMC的7纳米和英特尔的10纳米名义上落后一代,但实际上它们是半斤。

      事实上,英特尔10纳米占据54 * 44纳米的面积,每平方毫米有1.008亿个晶体管。TSMC 7纳米的单位面积为57 * 40纳米,每平方毫米有1.2023亿个晶体管。这两者没有区别

      英特尔,作为摩尔定律的支持者,自然被激怒了。它一再批评三星和TSMC的“数字美化”行为。

      目前,半导体制造过程中所谓的10纳米和7纳米已经偏离了原来的范畴,不再是严格意义上的线宽。16纳米的“优化”可以称为12纳米,10纳米的“优化”也可以称为8纳米因此,我们都关注SMIC能够赶上的程度。每平方毫米的晶体管数量是一个更值得注意的指标。

      从晶体管诞生的一开始,人类就想尽一切办法将其最小化。目前,顶尖的7纳米技术已经接近物理学的极限。任何进一步的收缩都不会阻止电子的“逃逸”(隧道效应)最近扰乱世界的新型冠状病毒是一个大约80纳米宽的球体。如果他改变职业成为晶体管,他肯定会被市场淘汰。

      现在你应该明白了,SMIC的任务是把晶体管刻在栅极宽度为7纳米的电路板上。

      挑战7纳米是挑战物理极限

      这里谈一个特殊的工具——光刻机

      光刻机的原理很简单,初中学生就能学会。他实际上是一架大型照相机。紫外光通过凸透镜照射电路板,刻在涂有光刻胶的硅片上,并在硅片上印刷电路

      的难点是什么?

      硅原子的晶胞长度为0.565 nm,在7 nm处只有几个晶胞宽。光刻机必须准确无误地将华为工程师绘制的电路板投射到硅片上。

      因此EUV 7纳米光刻机必须在真空环境下工作,因为即使空气中没有灰尘,气体分子本身也会影响紫外线成像!

      是光刻机核心部件的反射器。它的工艺条件极其苛刻。这个缺陷实际上是以皮米计算的!这是什么概念?正如我们刚才所说的,硅原子的晶胞长度是0.565纳米,硅原子的直径是0.12纳米。转换成皮米是120皮米!换句话说,光刻机的镜头是绝对平滑的,连一个硅原子都不能出来!

      EUV光刻机是20世纪90年代在欧美发展起来的。它最初用于90纳米工艺。现在是2020年,只有7纳米以上的工艺投入使用。这说明了很大的困难。中国暂时赶不上并不可耻。

      等等!

      |在1992 020之前,麒麟980是如何用7纳米技术制造的?

      这就是SMIC现在正在做的

      老枪

      独角兽980光刻机不是最新的EUV,而是现在广泛使用的DUV,也称为深紫外光刻机,而相应的EUV则称为极紫外光刻机

      TSMC第一代7纳米、英特尔10纳米全部由DUV制造!SMIC的14纳米工艺也是由DUV制成的也就是说,国际DUV光刻机是一把老枪,从28纳米到7纳米,全靠他因此,在芯片制造工具领域,虽然国内光刻机与国际水平还有很大差距,但进口光刻机是无法替代的。

      不能进口EUV光刻机。它只会影响下一个5纳米的过程,但绝不会影响我们7纳米的影响!在2017年之前,SMIC持有进口枪支,但从来没有人能使用它们!直到2017年,他们挖掘了阿良梦松

      梁梦松,巫师也!

      自从这个人加入SMIC,28纳米,14纳米,12纳米,一步一个脚印,今天他终于玩了N+1,步入了7纳米的进程。梁梦松博士,

      ,透露与14纳米相比,SMIC的下一代N+1技术性能提高了20%,功耗降低了57%,逻辑面积降低了63%,SoC面积降低了55%

      请注意这句话,逻辑面积减少了63%,SOC面积减少了55%这已经是7纳米的技术标准,只是性能稍差。

      ,但SMIC用N+1代替7纳米

      我们可以猜测,梁梦松原来是在三星从事DUV+多重曝光技术。英特尔的10纳米和TSMC的7纳米都无法逃脱这条路线。SMIC研发团队根据自身条件独立开发自己的流程是正常的。它的栅极宽度可能略宽于7纳米,但在三极管尺寸被压缩后,它可以达到当前主流技术的性能标准!对于像

      这样的芯片来说,它是7纳米还是10纳米并不重要。这只是一个噱头。重要的是用1亿个晶体管填充每平方毫米的芯片!至于发烧什么的,让华为的设计师来解决吧

      在我们传统的媒体视角下,特别喜欢强调7纳米工艺,10纳米工艺,好像栅极宽度不够小,芯片不够先进没有EUV光刻技术,我们将无法制造7纳米这当然是错误的!

      7nm不是一台光刻机,而是它背后的一整套芯片制造技术。如果你只买回机器而不掌握技术路线,你就是在买回一堆废金属。对于中国的芯片行业来说,真正珍贵的不是EUV的光刻机,而是行业中的顶尖技术人员。

      SMIC正试图引进EUV,旨在将其未来用于5纳米和2纳米工艺,而不是7纳米的里程碑现在不能买不一定是一个大损失。毕竟,7纳米和5纳米是商业噱头,DUV和7纳米工艺已经可以满足99%的芯片制造,当然,它们也可以满足华为未来几年的需求。至于发热量,手机只有几克重,这对用户来说可能没有屏幕的颜色饱和度重要。

      SMIC赢得了N+1项目,这意味着TSMC不仅失去了华为14纳米芯片的订单,还失去了7纳米非旗舰机型的订单。如此巨额的利润损失肯定会危及5纳米工艺的研发。

      芯片行业一直以高投资、高回报为特点。不要看美国人占据了产业链的顶端,吃垄断费的事实。他们的利润基于整个行业!只要中国人找到一种替代方式来剥夺美国人,另一方就会陷入利润枯竭和无法开发下一代技术的两难境地。华为在5G和通信技术领域的崛起就是沿着这条线发展的。

      现在SMIC在重复昨天的故事。失去控制的过程就是另一方衰落的过程。

      ,但老蒋没想到它会这么快!

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