芯片是工业制造的最高水平体现,中国的芯片制程此前只有28纳米的精度,最近有好消息传出,我国造出新型光刻机,可以实现22NM工艺制程,已经投入使用。
光刻机对于芯片来说,是非常重要的制造设备,美国为了封锁技术,甚至不让荷兰等国家向我国出口光刻机。现在我国中科院光电技术研究所已经通过科研,实现了制造国产的超分辨新型光刻机,并且通过了相关的验收和测试。
这让网友们都非常欣喜,毕竟美国发布的芯片法案,就是为了封锁我国的芯片科技,而且美国还在近期把台积电工厂迁移到美国去,看出霸权国家对于芯片领域的掌控。
完全自研,不涉及国外技术
我国最新研发出的光刻机,拥有自主知识产权的加工能力,使用深紫外级和极紫外级中间的技术方式,而且不涉及到国外厂商的专利。
国际方面使用深紫外光源的光刻机是很常见的,分辨率的上限是34纳米,目前的技术水平都不能突破这个天花板。如果想要让分辨率再继续提升,需要进行曝光技术的加持,而且成本会有显著的提升。
光刻机在生产加工芯片时的作用,就是用特殊的光源来在芯片上进行雕刻,这种用光波的方式进行生产,光的宽窄参数非常重要。
中科院光电所研发光刻机从20世纪初期就开始了,到现在已经马上有20年的时间了。该所研发的技术主要是使用光线照射金属膜,产生因电子震动的长或者短的电磁波,再用这种波进行光刻。中科院光电所研发的这种技术,相比世界上最先进的荷兰公司的技术,是有所区别的。
荷兰的ASML公司是世界都知名的光刻机巨头企业,目前的光刻机加工极限为7纳米制程,使用的光源是极紫外光源,分辨率是13.5纳米,而且使用的条件非常苛刻,需要在真空条件下进行使用,这种光刻机的价格也非常昂贵。
而我国这次造出来的新型光刻机,也叫做超分辨力光刻机,使用的波长光源,分辨率为22纳米,在远离上突破了分辨力的极限,形成了自主知识产权,为芯片领域提供了更好的制造工具,还能机型加工纳米器件等。
美国虽然一直想要阻止我国在高新领域的进程,尤其对于芯片行业更是虎视眈眈,不想让我国接触到这项技术。但是我国的中科院光电研究所,已经有了很多关于芯片领域的技术突破,不仅掌控了光刻镜头技术,还有精密间隙纳米级的监测定位等等一系列的核心专利技术。
这次公布的消息我国能建造的22纳米制程的工艺技术,已经投入使用到哪里呢,应用到了中国航天集团第八研究院和多所大学在研究任务都使用到了。
我国的光刻机国产化还有很长的路要走,但是目前的进展也很鼓舞人心了,毕竟在西方技术垄断,我国起步晚,全靠自主研发的情况下,还是真的不容易。
大陆成熟芯片技术已显现出成本优势
长期以来台积电通过建立先进工艺的技术优势,收揽了全球最多的芯片订单,然而今年以来全球芯片行业出现衰退,芯片企业开始考虑成本问题,台积电就开始面临尴尬的局面了。
台积电最先进的3nm工艺被指成本剧增,然而提升的性能却相当有限,晶体管密度至是提升了5%左右,远达不到理论值,导致仅有的客户苹果也最终舍弃了3nm工艺,台积电表示正在研发改良版的N3E工艺,然而能否达标仍存疑问。
3nm没有客户,早已量产的7nm也逐渐被芯片企业放弃,部分芯片企业开始退回到16nm或是28nm工艺,因为7nm工艺不如5nm,有钱的转去5nm,考虑成本的就选择了16nm或是28nm,即使已转往5nm的AMD和NVIDIA等也在砍单,导致7nm工艺的产能利用率跌至五成。
台积电也认识到了成熟工艺的重要性,已大举扩张28nm、16nm工艺产能,然而这些成熟工艺在成本方面却不如中国大陆的芯片代工企业,考虑成本的芯片企业将不少订单交给中国大陆的芯片代工企业,导致台积电在成熟工艺的市占率出现下滑。
在成熟工艺制程方面,中国大陆的芯片企业正在加速扩张产能,中芯国际已投资1700亿元人民币建设4座12英寸晶圆工厂,如此中芯国际在成熟工艺制程方面的产能将倍增,继续大举抢占台积电的市场。
中国大陆的芯片制造企业敢于大举扩张,在于中国大陆对成熟工艺产能的强烈需求,2021年的数据显示全球发展最快的20家芯片企业就有19家是中国大陆的芯片企业,中国大陆还计划到2025年实现七成芯片自给率,这都为中国大陆芯片制造企业提供了巨大的发展机会。
依托于本土市场,2021年全球前十大芯片制造企业当中,增长最快的三家芯片制造企业都是中国大陆的企业,其中晶合集成是中国大陆第三家跻身全球前十的芯片制造企业,这都显示出中国大陆的芯片制造企业在加速成长。
国产存储芯片已处于领先
此前,长江存储成功打入果链,让我们对其刮目相看。作为国内的存储芯片巨头,长江存储虽然建立时间较迟,但发展迅速,在短期内完成追赶。而根据最新消息,长江存储研发的X3-9070芯片实现了量产。
这一突破。确定了长江存储冲上了行业领先的位置!
长江存储X3-9070,是基于晶栈3.0架构研发的第四代三维TLC闪存芯片。X3-9070有两大领先优势。一是他使用的是长江存储自研的先进架构,二是他的层数超过了两百。
晶栈3.0架构,在2022年闪存峰会上获得了最具创新存储技术奖,这一奖项的获得,代表着长江存储在异构存储集成领域的成就在行业内有了权威的认可。
评奖委员会主席则表示,长江存储的晶栈3.0架构,比传统的 CMOS架构更加优越,能够实现更高的储存密度和更强的性能。
而对于我们来说,性能的强大固然值得自豪。但更关键的是,他是长江存储自行研发,并达到世界领先水平的架构。这是典型的弯道超车,也是狠狠的打了那些软骨头的脸,谁说国产芯不能自主和反超?
另一方面,X3-9070的层数超越了200,高达232层。这不仅仅是长江存储首度量产200层以上的闪存芯片,还是业内的第一次。全球半导体咨询公司 teachinsight表示,我国最大的存储芯片企业长江存储已经领先于他的竞争对手三星、美光和SK海力士。
据了解,三星、美光和SK海力士都宣称自己已经突破了200层以上的 NAND闪存技术,但他们都未实现量产,市场上也未见到他们的产品应用。相对的,长江存储不仅实现了量产,还用在了海康威视监控摄像头所使用的2TB SSD上。
Teachinsight非常看好长江存储,他认为长江存储率先量产200层以上 3D NAND闪存芯片,并且比竞争对手拥有更快的创新节奏,这时的他有望在2030年之前成为全球 NAND闪存技术的领导者。
在过去,NAND闪存芯片一直是海外企业的天下,但长江存储的出现慢慢地改变了这个局面。长江存储刚刚进入这个行业之时,早有老牌强企龙争虎斗。而长江存储从低级的32层技术开始入手,研发出64层之时,头部企业已研发出128层。
为了能够实现赶超,长江存储直接跳过96层研发128层。结果不仅成功了,还实现了更高的密度,更强的性能。现在长江存储彻底转守为攻,率先量产232层,真是打了一个漂亮的翻身仗!
下一个要攻破RISC-V
近几年,中国科技产业迎来了快速增长期,同时,也被西方国家视为了“肉中刺”,非要“除之而后快”,国内科技企业频频被打压或制裁,其主要原因就是,阻止中企的崛起。在欧菲光被踢出“果链”后,人民日报就发出了“一定要多元化布局”的警示,很显然,央媒说得没错。
多元化布局就意味着要提高科技投入,无论在任何行业,都有手握自研核心技术,才能站稳脚跟。以阿里为例,这家互联网企业是以电商起家的,目前在芯片、人工智能、云计算等行业都拥有不错的表现。
近日,阿里研发投入情况被曝光,根据CNMO发布的《国内Top10互联网企业Q3研发投入情况》报告来看,阿里巴巴以151.5亿元的研发投入,排名第一,遥遥领先于其他互联网企业。毫不夸张地说,阿里的月研发投入,甚至比大部分企业的季度研发投入都要多。
数据不会说谎,在一定程度上,研发投入的高低也决定了企业的科研实力,而阿里也交出了一份高分答卷。根据数据来看,在过去3年时间里,阿里收获了很多专利技术,其中有超60%都集中于人工智能、芯片以及云计算等科技领域。
事实上,在这些领域,阿里已经开始扮演领头羊的角色。在云计算领域,阿里云成立13年,目前已经成为国内排名第一的云计算厂商,且在全球云计算领域,也仅次于亚马逊和谷歌。值得一提的是,阿里云也是国内唯一一家转亏为盈的云计算厂商。
在芯片领域,阿里平头哥在过去4年时间里,也做出了一些成绩,基于RISC-V架构,阿里平头哥推出了一系列RISC-V芯片,玄铁家族目前已经有五枚芯片,累计出货量已经超过了30亿枚。
在人工智能领域,阿里达摩院斥资1000亿元,在AI等前沿技术领域展现了超强实力,比如城市大脑、人机自然交互、含光800、小蛮驴、fluxonium等等。值得一提的是,阿里达摩院也是2022国际权威会议EMNLP收录论文数量最多的企业之一,有33篇论文被接收。
总的来说,阿里在过去这些年来,一直坚持自主研发和多元布局,在很多前沿科技领域都取得了技术优势。中国科技想要摆脱被“卡脖”困境,掌握话语权,就要靠自己,研发投入是不能少的,在这方面,阿里起到了一定的表率作用。