國產(chǎn)半導(dǎo)體已落后4代,本土企業(yè)如何翻越這三座大山?
按照媒體的說法,蘋果的iPhone15將于9月13日晚上發(fā)布。
而這次的iPhone將搭載全球首款3nm的手機Soc芯片A17,而這也是臺積電首顆量產(chǎn)的3nm芯片,更是全球首顆量產(chǎn)的3nm手機芯片。而在蘋果A17之后,像高通、聯(lián)發(fā)科、三星等,也將推出3nm的手機芯片,意味著芯片工藝,正式進(jìn)入3nm時代。
而臺積電進(jìn)入了3nm,從另外一方面來看,也意味著中國大陸的芯片制造技術(shù),相比于臺積電,又落后了一代,從之前的落后2代,變成了落后4代。
目前中國大陸最先進(jìn)的工藝是中芯的14nm工藝,而離3nm工藝,中間還有10nm、7nm、5nm這么三代,再加上3nm這么一代,一共是4代。如果按時間來算,臺積電于2015年就量產(chǎn)了16nm(等效于14nm工藝),而從16nm到3nm,臺積電花了8年時間,相當(dāng)于這4代,按照正常情況,至少需要8年時間。大家都清楚,現(xiàn)在可不是正常情況,美國可是在打壓中國芯片產(chǎn)業(yè),全面禁止14nm及以下的設(shè)備銷售,所以中國大陸要進(jìn)入14nm以下工藝,時間未知……
事實上,當(dāng)初美國沒有打壓的時候,中國大陸離臺積電工藝,其實是不遠(yuǎn)的。
2015年臺積電量產(chǎn)16nm(14nm),然后中芯國際在2019年量產(chǎn)14nm工藝,只相差4年。而2019年時,臺積電還在量產(chǎn)7nm工藝,意味著當(dāng)時中芯國際只落后臺積電2代。當(dāng)時中芯國際請到了梁孟松這個大神,梁孟松帶領(lǐng)中芯國際,迅速進(jìn)入了14nm,并對10nm、7nm展開了研究,前期研究工作都已經(jīng)準(zhǔn)備好了,只等EUV光刻機。誰知道這臺EUV光刻機沒有等到,反而等到了美國的禁令,不僅EUV光刻機買不到,連先進(jìn)一點的DUV光刻機(浸潤式光刻機)都買不到了。
然后中芯與臺積電的差距,也就從落后2代4年,變成了落后4代8年了。
國產(chǎn)先進(jìn)芯片三座大山
但對于中國芯片產(chǎn)業(yè)而言,可不是8年就能夠搞定,因為中國要發(fā)展先進(jìn)芯片,還有3座大山要跨越。
第一座山是EDA,目前國內(nèi)的EDA產(chǎn)品,大多在14nm工藝上,少部分流程和環(huán)節(jié)達(dá)到了5nm,或3nm,而美國對先進(jìn)的EDA進(jìn)行了限制的,所以中國要實現(xiàn)3nm工藝,需要EDA也達(dá)到3nm才行。
第二座山是半導(dǎo)體設(shè)備,其中包括光刻機,但又不僅限光刻機,我們知道芯片制造需要幾百種設(shè)備,上千道工序,中間需要用到光刻機、刻機、離子注入等待設(shè)備,目前美國對半導(dǎo)體設(shè)備進(jìn)行限制,14nm及以來工藝的設(shè)備,是被禁售的,中國想要實現(xiàn)先進(jìn)工藝,需要突破。
第三座山是半導(dǎo)體材料,包括光刻膠,但又不僅限于光刻膠,芯片制造中,需要幾十種材料,比如光刻膠、各種特殊氣體,以及很多的靶材等等。拿光刻膠來說,目前國產(chǎn)光刻機,最多才達(dá)到40nm檔次,至于EUV光刻膠,還遙遙無期,要想實現(xiàn)先進(jìn)工藝,還要研發(fā)出EUV光刻膠這樣的材料才行。
可見,中國芯片產(chǎn)業(yè)要進(jìn)入先進(jìn)工藝,比如7nm、5nm、3nm等,需要補的課還太多,EDA、半導(dǎo)體設(shè)備、半導(dǎo)體材料就是三座大山,需要一一跨越。
國產(chǎn)廠商各環(huán)節(jié)全面開花,覆蓋產(chǎn)品品類持續(xù)擴張
2023年6月29日至7月1日,SEMICON China 2023在上海召開,此次展會,國產(chǎn)廠商各環(huán)節(jié)全面開花,覆蓋產(chǎn)品品類持續(xù)擴張;日韓廠商積極參展,體現(xiàn)出政冷經(jīng)熱;美系廠商相對較少。我們整理了國內(nèi)設(shè)備及零部件公司的新產(chǎn)品進(jìn)展。
富創(chuàng)精密:公司在投資者調(diào)研紀(jì)要中提到,以金屬零部件為基礎(chǔ)的如噴淋頭、閥門、靜電卡盤、加熱器等高端功能零部件采購成本高、周期長,公司正在積極布局研發(fā)。
北方華創(chuàng):公司正式發(fā)布應(yīng)用于晶邊刻蝕(Bevel Etch)工藝的12英寸等離子體刻蝕機Accura BE,實現(xiàn)對PR(光刻膠),OX(氧化物),SiN(氮化硅),Carbon(碳),Metal(金屬)等多類膜層材料的晶邊刻蝕工藝全覆蓋,實現(xiàn)國產(chǎn)晶邊干法刻蝕設(shè)備“零”的突破。
拓荊科技:公司在SEMICON展會展出其用于先進(jìn)封裝的新品混合鍵合設(shè)備,根據(jù)公司公告,公司積極進(jìn)軍高端半導(dǎo)體設(shè)備的前沿技術(shù)領(lǐng)域,研制了應(yīng)用于晶圓級三維集成領(lǐng)域的混合鍵合(Hybrid Bonding)設(shè)備產(chǎn)品系列,同時,該設(shè)備還能兼容熔融鍵合(Fusion Bonding)。
華海清科:公司在SEMICON展會展出參股公司芯崳半導(dǎo)體的離子注入機,包括低能量大束流離子注入機(0.2-80KeV)、高能量H離子注入機 (0.3-2.0MeV),此外還展出CMP系列設(shè)備、減薄設(shè)備、濕法設(shè)備等裝備。
微導(dǎo)納米:公司在SEMICON展會上發(fā)布用于半導(dǎo)體行業(yè)的第一代iTronix 系列PECVD和LPCVD薄膜沉積設(shè)備,下游應(yīng)用覆蓋邏輯、存儲等領(lǐng)域。目前,微導(dǎo)納米iTronix系列CVD薄膜沉積設(shè)備已獲得客戶訂單,設(shè)備驗證進(jìn)展順利。
芯源微:公司在SEMICON展會上發(fā)布新品KS-S300-TB臨時鍵合機,此前公司在6月8日在互動平臺表示,近年來,公司加深與國內(nèi)Chiplet封裝廠商的合作關(guān)系,已成功實現(xiàn)各類設(shè)備的批量導(dǎo)入。公司新產(chǎn)品臨時鍵合機、解鍵合機產(chǎn)品進(jìn)展良好,截至2022年底,臨時鍵合機正在進(jìn)行客戶端驗證。
盛美上海:公司在SEMICON展會上展出新品PECVD設(shè)備,可應(yīng)用于SiO2、SiNx、Cabon、NDC薄膜沉積工藝,未來可以拓展至單片PEALD設(shè)備;前道涂膠顯影設(shè)備,支持ArF工藝,未來可拓展至i-line,KrF等光刻工藝。
華峰測控:本次SEMICON展會,公司推出針對SoC測試的STS8600全新測試機平臺;展出STS8200 PIM SiC/IGBT大功率模塊測試系統(tǒng),最大短路電流12000A;STS8300校準(zhǔn)機器人,可以自動適配不同的模擬和數(shù)字資源校準(zhǔn)。
長川科技:公司在SEMICON展會展出其新品SoC數(shù)字芯片測試機D9016,專注于大規(guī)模集成電路IC市場開發(fā)的高密度、低綜合測試成本解決方案,包括: CPU,GPU、AI、RF芯片等應(yīng)用。
至純科技:公司在SEMICON展會展出其濕法設(shè)備、工藝支持設(shè)備和整體解決方案。公司濕法設(shè)備已經(jīng)實現(xiàn)28nm節(jié)點全部工藝的機臺研制并取得訂單,同時在更先進(jìn)制程節(jié)點的機臺開發(fā)進(jìn)展順利且獲得部分工藝訂單并交付中。
