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国产半导体已落后4代,本土企业如何翻越这三座大山?
2023-09-01 来源:贤集网
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关键词: 台积电 芯片 中芯国际

按照媒体的说法,苹果的iPhone15将于9月13日晚上发布。

而这次的iPhone将搭载全球首款3nm的手机Soc芯片A17,而这也是台积电首颗量产的3nm芯片,更是全球首颗量产的3nm手机芯片。而在苹果A17之后,像高通、联发科、三星等,也将推出3nm的手机芯片,意味着芯片工艺,正式进入3nm时代。

而台积电进入了3nm,从另外一方面来看,也意味着中国大陆的芯片制造技术,相比于台积电,又落后了一代,从之前的落后2代,变成了落后4代。



目前中国大陆最先进的工艺是中芯的14nm工艺,而离3nm工艺,中间还有10nm、7nm、5nm这么三代,再加上3nm这么一代,一共是4代。如果按时间来算,台积电于2015年就量产了16nm(等效于14nm工艺),而从16nm到3nm,台积电花了8年时间,相当于这4代,按照正常情况,至少需要8年时间。大家都清楚,现在可不是正常情况,美国可是在打压中国芯片产业,全面禁止14nm及以下的设备销售,所以中国大陆要进入14nm以下工艺,时间未知……

事实上,当初美国没有打压的时候,中国大陆离台积电工艺,其实是不远的。

2015年台积电量产16nm(14nm),然后中芯国际在2019年量产14nm工艺,只相差4年。而2019年时,台积电还在量产7nm工艺,意味着当时中芯国际只落后台积电2代。当时中芯国际请到了梁孟松这个大神,梁孟松带领中芯国际,迅速进入了14nm,并对10nm、7nm展开了研究,前期研究工作都已经准备好了,只等EUV光刻机。谁知道这台EUV光刻机没有等到,反而等到了美国的禁令,不仅EUV光刻机买不到,连先进一点的DUV光刻机(浸润式光刻机)都买不到了。

然后中芯与台积电的差距,也就从落后2代4年,变成了落后4代8年了。


国产先进芯片三座大山

但对于中国芯片产业而言,可不是8年就能够搞定,因为中国要发展先进芯片,还有3座大山要跨越。

第一座山是EDA,目前国内的EDA产品,大多在14nm工艺上,少部分流程和环节达到了5nm,或3nm,而美国对先进的EDA进行了限制的,所以中国要实现3nm工艺,需要EDA也达到3nm才行。

第二座山是半导体设备,其中包括光刻机,但又不仅限光刻机,我们知道芯片制造需要几百种设备,上千道工序,中间需要用到光刻机、刻机、离子注入等待设备,目前美国对半导体设备进行限制,14nm及以来工艺的设备,是被禁售的,中国想要实现先进工艺,需要突破。

第三座山是半导体材料,包括光刻胶,但又不仅限于光刻胶,芯片制造中,需要几十种材料,比如光刻胶、各种特殊气体,以及很多的靶材等等。拿光刻胶来说,目前国产光刻机,最多才达到40nm档次,至于EUV光刻胶,还遥遥无期,要想实现先进工艺,还要研发出EUV光刻胶这样的材料才行。

可见,中国芯片产业要进入先进工艺,比如7nm、5nm、3nm等,需要补的课还太多,EDA、半导体设备、半导体材料就是三座大山,需要一一跨越。


国产厂商各环节全面开花,覆盖产品品类持续扩张

2023年6月29日至7月1日,SEMICON China 2023在上海召开,此次展会,国产厂商各环节全面开花,覆盖产品品类持续扩张;日韩厂商积极参展,体现出政冷经热;美系厂商相对较少。我们整理了国内设备及零部件公司的新产品进展。



富创精密:公司在投资者调研纪要中提到,以金属零部件为基础的如喷淋头、阀门、静电卡盘、加热器等高端功能零部件采购成本高、周期长,公司正在积极布局研发。

北方华创:公司正式发布应用于晶边刻蚀(Bevel Etch)工艺的12英寸等离子体刻蚀机Accura BE,实现对PR(光刻胶),OX(氧化物),SiN(氮化硅),Carbon(碳),Metal(金属)等多类膜层材料的晶边刻蚀工艺全覆盖,实现国产晶边干法刻蚀设备“零”的突破。

拓荆科技:公司在SEMICON展会展出其用于先进封装的新品混合键合设备,根据公司公告,公司积极进军高端半导体设备的前沿技术领域,研制了应用于晶圆级三维集成领域的混合键合(Hybrid Bonding)设备产品系列,同时,该设备还能兼容熔融键合(Fusion Bonding)。

华海清科:公司在SEMICON展会展出参股公司芯嵛半导体的离子注入机,包括低能量大束流离子注入机(0.2-80KeV)、高能量H离子注入机 (0.3-2.0MeV),此外还展出CMP系列设备、减薄设备、湿法设备等装备。

微导纳米:公司在SEMICON展会上发布用于半导体行业的第一代iTronix 系列PECVD和LPCVD薄膜沉积设备,下游应用覆盖逻辑、存储等领域。目前,微导纳米iTronix系列CVD薄膜沉积设备已获得客户订单,设备验证进展顺利。

芯源微:公司在SEMICON展会上发布新品KS-S300-TB临时键合机,此前公司在6月8日在互动平台表示,近年来,公司加深与国内Chiplet封装厂商的合作关系,已成功实现各类设备的批量导入。公司新产品临时键合机、解键合机产品进展良好,截至2022年底,临时键合机正在进行客户端验证。

盛美上海:公司在SEMICON展会上展出新品PECVD设备,可应用于SiO2、SiNx、Cabon、NDC薄膜沉积工艺,未来可以拓展至单片PEALD设备;前道涂胶显影设备,支持ArF工艺,未来可拓展至i-line,KrF等光刻工艺。

华峰测控:本次SEMICON展会,公司推出针对SoC测试的STS8600全新测试机平台;展出STS8200 PIM SiC/IGBT大功率模块测试系统,最大短路电流12000A;STS8300校准机器人,可以自动适配不同的模拟和数字资源校准。

长川科技:公司在SEMICON展会展出其新品SoC数字芯片测试机D9016,专注于大规模集成电路IC市场开发的高密度、低综合测试成本解决方案,包括: CPU,GPU、AI、RF芯片等应用。

至纯科技:公司在SEMICON展会展出其湿法设备、工艺支持设备和整体解决方案。公司湿法设备已经实现28nm节点全部工艺的机台研制并取得订单,同时在更先进制程节点的机台开发进展顺利且获得部分工艺订单并交付中。



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