由于芯片法案还在国会转圈,因此现在还没有全文公布。但据估计,该法案针对中国的部分,是将要求美国补助的企业在美国建厂后,10年内不得扩大对中国高端芯片的投资——也就是14NM及更小芯片的在华投资。
这等于是强迫高通、英特尔、AMD、得州仪器、英伟达、三星等国际芯片大厂在中美之间选边站,同时也可能波及阿斯麦尔(ASML)这样的国际光刻机巨头。
当地时间7月19日,美国参议院以 64 票对 34 票程序性通过了 520 亿美元芯片法案(CHIPS plus)。接下来,该法案可能将于下周在参议院获得正式通过。
目前在芯片生产制造领域,世界上技术最先进的企业就只能是三星半导体和台积电了,这也是当下仅有的两个可以生产制造7nm以下制程芯片的企业。
三星和台积电也都放出过消息,要在2022年的下半年争取量产3nm的芯片;而且,三星半导体更是已经宣称在202年6月30日实现了采用GAA工艺的3nm芯片的量产。
近日,台积电也对外宣称,其3nm的芯片有望在今年年底前实现量产,而且也要争取在2025年实现2nm芯片的量产,信心十足。
那么,我们国内芯片的生产制造是个什么情况呢?追也追了,赶也赶了,到现在有没有达到预期呢?
我们不用盲目乐观,也不用过度悲观。
其实,现在国内的芯片制造企业已经掌握并实现了14nm等以上制程芯片的量产,而且就良品率方面,也敢于叫板国际大厂,甚至在28nm芯片的生产良率还有要隐隐领先的意思。
而且,更先进制程的芯片研发和生产进度方面,国内企业已经在小规模地量产N+1工艺的芯片,同时也在有序地推进N+2工艺的芯片。这两种工艺的芯片,可以对标台积电的7nm芯片,他们的逻辑面积非常的接近。
在7nm芯片的推进方面,国内企业基本完成了研发阶段,正在进行小批量的试生产和验证改进工艺的阶段。
7nm芯片可以看做一个分水岭了,跨过7nm则芯片生产制造技术将提升一个很大的台阶,关键是可以在很大程度上解决我们卡脖子的问题。
因为,跟5nm、3nm芯片相比,7nm芯片虽然还有一定的差距,但就实际情景的使用而言,攻下7nm芯片,90%以上领域的芯片生产供应基本就不受限制了。
首先,根据统计数据,2021年全球芯片销售额5559亿美元,销量1.15万亿,其中80%都是14nm以上制程的芯片,90%以上都是7nm以上制程的芯片。参考台积电的实例,他的营收中7nm以上制程的就占据了80%以上。
这充分说明了当下7nm及以上制程的芯片需求还是绝对的主力。现在,也就高端手机制造等少数领域采用5nm制程的芯片,而其他领域,比如汽车、电脑、物联网、通信等广泛的领域,14nm的芯片就足以满足需求。
纵观半导体市场,只有部分芯片领域才会用上7nm,5nm及以下的制程,而物联网、智能汽车、5G等等使用28nm足够了。
所以,才有标题的说法,7nm工艺虽然不是现在最先进的工艺,但7nm及以上工艺的芯片却是市场需求的主体。攻下7nm芯片,则90%以上的芯片生产制造就不受限制了。攻下7nm芯片,基本就可以说能摆脱芯片对美国的依赖,实现去美化。
至于,高端手机等设备需要的5nm或更先进制程的芯片,也有曲线救国的方法。
华为等企业现在也正在研发芯片堆叠的技术,而且也出现了更加先进的封装技术。现实的例子就是,苹果已经采用芯片堆叠技术制造的M1 Ultra芯片,实现了性能的翻倍;先进的封装工艺也能实现7nm芯片提升40%的性能。即使暂时没有5nm芯片,利用7nm芯片的堆叠,也完全可以应付要求较高的场景需求。
另外,国内光源系统生产制造基地已经开始建设,采用193nm波长的ArF excimer laser光源技术的光刻机研发在稳步推进,相信不用多久国产化的DUV光刻机就会面世。在高纯度硅材料、ArF光刻胶等多个领域,国内企业也都实现了技术突破。
当然,也要看到,从光刻机到高端芯片,中国企业目前还没有摆脱受制于人。有统计认为,中国芯片业的自给率现在只有16.7%,距离2025年自给率达到70%的目标还有相当长的路程要走。
期待国产7nm芯片,早日实现量产的一刻。
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