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半导体“传奇”梁孟松加入500天,中芯攻克7nm工艺,将实现量产

楼主:susugujing  时间:2020-03-01 14:12:49
近日,中芯国际表示要在第四季度量产7nm,这表示中芯已经攻克了7nm工艺,这意味着中芯和台积电之间只有1代的差距了。
根据中芯国际联席CEO梁孟松博士所示,N+1工艺和14nm相比,性能提升了20%,功耗降低了57%,逻辑面积缩小了63%,SoC面积减少了55%。N+1之后还会有N+2,这两种工艺在功耗上表现差不多,区别在于 性能及成本,N+2显然是面向高性能的,成本也会增加。
从梁孟松的解释来看,中芯国际的7nm工艺发展跟台积电的路线差不多,7nm节点一共发展了三种工艺,分别是低功耗的N7、高性能的N7P、使用EUV工艺的N7+。N+1对应的就是低功耗的N7,N+2对应的就是高性能的N7P。
掌握了7nm工艺的中芯已经可以解决国内95%的需求了,毕竟不是所有的芯片都和手机芯片一样,都追求最先进的工艺制程。
可以说,中芯国际目前发展的势头是蒸蒸日上,从2000年创立至今,将中国大陆与世界一流的半导体技术差距从20年以上缩短至2年以内,只有1代的差距。
而且截止5nm 的时候都会采用FinFET技术,对于梁孟松而言,这并没有很大的难度。
当初半导体研发人员想要研发20纳米以下芯片的时候发现,当闸极长度缩小到 20 纳米以下的时候,遇到了许多问题,其中最麻烦的是当闸极长度愈小,源极和汲极的距离就愈近,闸极下方的氧化物也愈薄,电子有可能偷偷溜过去产生“漏电”;另外一个更麻烦的问题,原本电子是否能由源极流到汲极是由闸极电压来控制的,但是闸极长度愈小,则闸极与通道之间的接触面积愈小,也就是闸极对通道的影响力愈小。
所以20纳米以下的芯片需要采用全新的FinFET 技术,也叫做鳍式场效电晶体。鳍式场效电晶体是闸极长度缩小到 20 奈米以下的关键,拥有这个技术的制程与专利,才能确保未来在半导体市场上的竞争力。
而这项技术的发明者正是梁孟松的老师胡正明。而关键节点是3nm工艺,而三星押注的是GAA环绕栅极晶体管技术,台积电目前还没有公布其具体工艺细节。
目前,半导体行业正在研发nanosheet FET(GAA FET)和nanowire FET(MBCFET),它们被认为是当今finFET的前进之路。
三星在2019年抢先公布了GAA环绕栅极晶体管,根据三星官方的说法,基于全新的GAA晶体管结构,三星通过使用纳米片设备制造出MBCFET(Multi-Bridge-Channel FET,多桥-通道场效应管),该技术可以显著增强晶体管性能,取代FinFET晶体管技术。此外,MBCFET技术还能兼容现有的FinFET制造工艺的技术及设备,从而加速工艺开发及生产。
可以说到3nm的时候才是晶圆代工厂又一次洗牌的时刻,而这也让我们有了更加充足的时间去追赶。不得不说,梁孟松加入中芯之后,中芯的研发进度的确大大加快。
梁孟松是半导体行业内的传奇,在台积电与IBM在130纳米的“铜制程”一战。它帮助台积电打败了IBM,成为了晶圆代工市场的巨头,后来,他又帮助三星突破了14nm的瓶颈,和台积电并列为晶圆代工市场的双雄。
2017年10月,中芯国际正式任命赵海军与梁孟松二人担任首席执行官兼执行董事,在加入了中芯国际之后,仅仅用了不到一年的时间,中芯国际直接从28nm跨越到14nm。而且梁孟松在300天不到的时间就把14nm芯片从3%的良率提高到了95%。在2019年就完成量产。
不过,对于攻克了7nm工艺的中芯而言,接下来如果顺利实现量产,那么最大的问题将摆在眼前——EUV光刻机,EUV光刻机是当前最先进的光刻机,是唯一能够生产7nm以下制程的设备,因为它发射的光线波长仅为现有设备的十五分之一,能够蚀刻更加精细的半导体电路,所以EUV也被成为“突破摩尔定律的救星”。
因为刚刚说了,7nm节点一共发展了三种工艺,前两代工艺不需要EUV光刻机,只有N7+工艺上才开始用EUV工艺,不过光罩层数也比较少,5nm节点寸是充分利用EUV光刻工艺的,达到了14层EUV光罩。
而目前因为美国的阻挠,中芯国际花费1.2亿美元购买的EUV光刻机迟迟没有到货,巧妇难为无米之炊,这也将成为中芯国际最大的难关之一,能否拥有ASML的EUV光刻机,将直接关系到中芯国际是否拥有先进的制程工艺以及量产能力。
要知道,全球仅ASML掌握EUV光刻机技术。而光刻机的研发难度实在是非常高,中国花费了十几年也还没有突破45nm。
除此之外,还有就是产能的问题,中芯国际14nm工艺现在最重要的问题还是产能,主要是在上海的中芯南方12英寸晶圆厂生产,去年底也就生产了1000片晶圆左右,产量很低。
根据中芯国际联席CEO梁孟松的说法,14nm月产能将在今年3月达到4K,7月达到9K,12月达到15K。
但不管怎么样来说,中芯能够在国外的打压之下取得如此卓越的成绩还是非常难得的,中芯国际联合CEO赵海军博士在2019中芯国际技术研讨会上表示,中芯国际要做快速跟随者,要做第二梯队的第一名。他指出,市场上主要有引领者、挑战者、跟随者和利基者四个角色,而中芯国际要做快速的跟随者,要做第二梯队的第一名。
楼主:susugujing  时间:2020-03-01 14:12:49
台积电回应华为麒麟710转单中芯国际传闻

美国政府考虑对华为进行更严格禁令限制,并加强限制美国企业供应零组件,市场传出华为担忧被美方断供应链,旗下海思将分散生产制造来源,原由台积电代工麒麟710芯片将转单至中芯国际。台积电表示,不对单一客户评论。供应链业者指出,台积电在5、7nm制程保持领先优势,华为仍仰赖台积电先进制程技术,12nm制造的麒麟710转单影响不大
目前中芯国际以14nm制程为主,12nm上半年小量试产,在先进制程技术上是有承接能力,但新制程上线,良率仍是一大风险,而麒麟710芯片是在2018年推出,采用台积电12nm制程,时隔一年多,下单量逐季减少,该芯片并非最新旗舰处理器,因此,华为是有可能将非主力产品转单至中芯国际试水温。
业者表示,海思目前高阶芯片麒麟800系列、900系列,采用台积电7nm制程,或未来麒麟1000系列可能采用5nm制程,未来二至三年内,不可能在中国大陆本土找到第二供应链或替代的晶圆厂,华为高阶芯片仍是交由台积电生产,麒麟710已过出货高峰期,转单对台积电影响不大。且台积电目前在7nm先进制程订单满载,甚至虽受新冠肺炎疫情影响,客户也不敢贸然取消下单,担心未来排不进产能。
先前华尔街日报报导,美国政府将于2月28日召开高层级会议,讨论是否对华为祭出更严格的禁令限制。
路透也引述知情人士报导,美国政府官员仍在考虑,要如何加强限制美国企业供应零组件给中国大陆华为。美方排山倒海扑杀之势,传出华为担忧美方断供可能性,开始分散供应链来源,由台积电代工的麒麟710转单至中芯国际。

楼主:susugujing

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帖子分类:台湾风云

发表时间:2020-02-29 22:02:19

更新时间:2020-03-01 14:12:49

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