中科院宣布2nm芯片光刻機?引言實際上10nm以下(3nm/5nm/7nm)先進制程的芯片,主要面向的是高端市場,需求量主要集中在手機等少數幾個領域;,接下來我們就來聊聊關于中科院宣布2nm芯片光刻機?以下内容大家不妨參考一二希望能幫到您!
引言
實際上10nm以下(3nm/5nm/7nm)先進制程的芯片,主要面向的是高端市場,需求量主要集中在手機等少數幾個領域;
而28nm及以上芯片制程才是主流,市場占比超過50%,廣泛應用在家電、電子産品、汽車、高鐵、物聯網、通信、醫療、航空航天、工業機器人等多個領域;
所以,大家千萬别輕視28nm芯片技術,這是當下芯片制造成熟制程與先進制程的分界點;
我們國家一旦完全掌握了28納米技術,就能滿足市場上絕大部分的芯片需求,也不怕被卡脖子了 ,同時也具備了向先進芯片制程(14nm/7nm/5nm)進發的基礎;
綜上所述,我們認為整個中國芯片業近期的核心攻關目标是打造出完整的28nm國産芯片産業鍊,快速國産化28nm芯片的設計、制造、測試等相關技術!
一、"納米/nm" 度量芯片制程水平的關鍵指标
開始之前,我們首先了解“納米/nm”究竟是什麼?
在數學上,1納米=10的負9次方米,即0.000000001米,普通人的頭發直徑一般約為0.06毫米左右,也就是說頭發直徑的6萬分之一約等同于1納米,肉眼完全不可見,由此可以想像1納米是何等的微小了。
摩爾定律英特爾創始人之一的摩爾曾經說過:
當價格不變時,集成電路上可容納的元器件的數目,約每隔18-24個月便會增加一倍,性能也将提升一倍。
這便是著名的摩爾定律。
芯片制程芯片制程指的是晶體管中電流(電子)從源極(Source)到漏極(Drain)之間的距離,即栅極(Gate)的寬度,也就是我們平常所說的“制程數字”。
栅極(Gate)相當于閘門,主要負責控制源極(Source)和漏極(Drain)的通斷。
栅極的寬度決定了電流通過時的損耗,表現出來就是手機常見的發熱和功耗。
對于半導體晶體管這麼小的電路結構來說,制程越先進,電子從一極到另一極所流經的距離就越短,功耗就越低;
同時,一極到另一極的距離越短,也就意味着晶體管的整體體積在變小,那麼在同樣大小的芯片面積内就可以集成更多電路,也能做出更複雜的高性能設計,這就是先進制程能夠提高性能的基本原理所在。
所以,通俗來講,集成電路芯片内電路之間的間距便是“芯片制程”。
二、加速“國産化”,中國28nm芯片産線何時實現?
中國作為全球第一大芯片進口和消費國,我們既要繼續開放合作,不排斥國外先進技術 ,同時也要構建完整自主可控的産業鍊生态。
我們首先來看看整個芯片産業鍊上的科技樹,一般來說從沙子變成一顆完整的矽基芯片,需要經過四個重要的環節:分别是芯片設計、矽片制造、芯片制造和芯片封測。
其中最關心最重要的環節就是芯片制造,也是目前國内芯片産業鍊最薄弱的環節!
所以28nm芯片國産化最重要的就是看芯片制造上遊的設備端和材料端的發展情況!
中國28nm芯片制造的設備端,包括矽片設備、熱處理設備、光刻機設備、刻蝕機設備、離子注入設備、薄膜沉積設備、抛光設備、清洗設備以及檢測設備等;
中國28nm芯片制造的材料端,包括矽片、電子特種氣體、光刻膠、抛光材料、高純濕電子化學品以及靶材等。
目前國内一些研究機構對芯片制造過程中涉及的國産替代關鍵設備和材料進行了盤點,發現幾乎所有環節都已經有28nm技術的國産設備和材料處于生産驗證階段。
現在最關鍵的瓶頸主要就在光刻機和光刻膠上,通俗點說,光刻機就是雕花的雕刻刀,目前28nm國産光刻機主要是上海微電子在全力研發,進度較慢,有預告其将在2021年底完成第一台28nm國産光刻機的交付!
可以預見,兩年之内,中國将實現28nm芯片自主制造!
總結
28nm芯片産業鍊的全面國産化,作為承上啟下的關鍵時刻,必将是中國芯片行業的命運轉折點,也是中國芯片向先進制程、向高端發起沖擊的起點!
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