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全球首款量产7纳米芯片落户杭州,我却高兴不起来……

  • 来源:深圳工业总会微信公众号
  • 2018-08-16

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2018年8月8日,杭州嘉楠耘智信息科技有限公司(简称嘉楠耘智)宣布:全球首款7纳米(7nm)芯片成功量产

该芯片由杭州本土企业杭州嘉楠耘智信息科技有限公司自主研发并投入量产,目前,首批7nm芯片由台积电代工已完成交货,将率先应用在嘉楠耘智的区块链超级计算机中。不仅是区块链第一个7nm芯片,也是全球半导体第一款7nm芯片,为目前全球半导体行业最高量产工艺等级。

嘉楠耘智公共事务部总监屠松华介绍,早在2013年,团队就已成功研发并量产110nm芯片,2015年至2018年,相继成功研发并量产了28nm、16nm。如今的7nm芯片拥有业内最高的算力密度、更低的成本和更大的产能、同时具有低功耗、耐高温、高良率等特点。

面对这样的“好消息”,小编却高兴不起来,因为目前世界上能够研发设计7nm处理器的企业远不止嘉楠耘智一家。今年下半年,台湾积体电路制造股份有限公司(简称台积电)还会相继代工苹果A12、华为海思麒麟 980、高通骁龙新系列处理器等同为7nm工艺的芯片。

下面让小编给大家扒一扒芯片制造的那些事:

1、会画图,却不会塑型的硬伤

芯片是一个高端工业产品,生产过程最重要的两个环节是“设计”与“加工”。“设计”指的是工程师把各种电路图编排优化并形成“设计图”的过程。加工”指机器在硅晶体材料商刻画“设计图”的过程。在这,小编给大家侧重说明一下芯片的加工过程。

芯片加工跟家具加工相似,木匠加工木的核心在于木头塑形,一般情况下,木匠会先用墨斗在木料上画黑线,然后再根据黑线进行锯、凿、刨等工序将木料加工成型。相似地,芯片制作就是在硅晶体上画线和雕琢,主要用到蚀刻机和光刻机这两个工具。工人先使用“光刻机”在硅晶体光刻胶涂层上“描线”,再运用蚀刻机根据线条“打磨”掉不需要的部分。光刻机画线的线条精度及蚀刻机洗蚀可控精度越高越有利,做出来的芯片也就越精致。

我国的芯片制造水平约落后于世界3~5代,我国刻蚀机可以达到世界先进水平,但我国目前光刻机水平在90nm以下28nm以上,国家计划到2020年达到22nm。你没看错,人家已经做到7nm了,我们却还在停留20nm以上挣扎。

 

2、造芯利器“EUV 极紫外光刻机”与ASML

EUV 极紫外光刻机,如今最先进的光刻机,是唯一能够生产 7nm 以下制程的设备。该光刻机的两大关键高科技部位,光源来自美国公司Cymer,镜头来自德国。EUV售价1.2亿美元。

 

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ASML Holding N.V(阿斯麦)是世界上全球最大的半导体设备制造商之一,也是唯一一个能够制造 EUV 光刻机的厂商。公司总部设在《瓦森纳协定》缔约国之一的荷兰,大股东有美国因特尔,台积电,三星等。

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据介绍,ASML计划在2018年生产20台EUV 光刻机。台积电、英特尔和三星等半导体巨头都已经向 ASML 采购了EUV 光刻设备,台积电预定了10套,三星6套,英特尔3套。

看到这里,看官可能有个疑问:为什么我们不购买这个设备?我们大中国有不少企业出得起1.2亿美元吧!事实上,这还真的不是我们不想买,而是买不到,说道这就不得不提一提《瓦森纳协定》了。

3、《瓦森纳协定》:就不卖给你

《瓦森纳协定》全称为《关于常规武器和两用物品及技术出口控制的瓦森纳协定》 (The Wassenaar Arrangement on Export Controls for Conventional Arms and Dual-Use Good and Technologies),协议旨在限制世界高端技术传播。目前共有包括美国、日本、英国、俄罗斯等在内的40个国家共同签署。

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“瓦协”包含两份控制清单

一、军民两用商品和技术清单,涵盖了先进材料、材料处理、电子器件、计算机、电信与信息安全、传感与激光、导航与航空电子仪器、船舶与海事设备、推进系统等9大类;

二、军品清单,涵盖了各类武器弹药、设备及作战平台等共22类。

目前“瓦协”成为各国对华(内地)高科技出口管制的主要“指导性文件”。

4、被人掐住咽喉的痛

全球半导体前15大设备供应商,他们当中全部都是受到瓦森纳协定限制的,这样大陆的企业就买不到最先进的制造设备。

中芯国际集成电路制造有限公司(中芯国际)是中国内地规模最大、技术最先进的集成电路芯片制造企业。

在购买不到先进设备的情况下,中芯只能曲线救国,与比利时微电子研究中心(IMEC)的合作。IMEC先从ASML应用材料买设备,用完5年后符合瓦森纳协议要求就可以转卖给中芯国际! 

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Intel、三星、台积电2015年能买到ASML10 nm的光刻机。而大陆的中芯国际,2015年只能买到ASML2010年生产的32 nm的光刻机。5年时间对半导体来说,已经足够让市场更新换代3次了。除了不能买到最新的设备以外,受到瓦尔纳协定的影响,华裔工程师还不能进入到欧美等知名半导体公司的核心部门,防止技术泄露。

买不到顶尖的制造设备,没有顶尖的人才交流,以上种种制约,让我们半导体行业的前进步伐举步维艰。我国每年在小小的芯片上所花费的钱远远超过很多大宗商品,仅2016年1月至10月份期间,中国进口芯片一共花费了1.2万亿人民币,这是赤裸裸的变相剥削。

 

5、破局契机

相比于嘉楠耘智首发7nm芯片的消息,小编认为以下的这一则才算喜讯,网传中芯国际向ASML申购了一台EUV 光刻机,并达成了申购,将会在2019年交付。这若能成真,这应当是破除我国芯片制造业困境的第一步,此后的设备研发只能徐徐图之。

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顶级中国芯,任重而道远!

 

图片来源于网络

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