芯片制造工艺黑科技再现,那么中国是如何在限制下实现芯片自给自足?

2022-11-29  

在日本研发成功无需光刻机的NIL工艺之后,近日美国一家企业Zyvex Labs 也宣布推出无需的,并且制造工艺可达到0.768nm,打破了当前光刻机预期的1.8nm工艺极限,这对于ASML来说无疑是重大打击。

全球各个经济体研发无需光刻机的工艺,在于当下的光刻机实在太贵了,第一代EUV光刻机的价格达到1.2亿美元,第二代EUV光刻机达到4亿美元,昂贵的芯片制造设备正在快速推高芯片制造的成本。

此前台积电曾计划量产的3nm工艺最终没有一个客户接受,除了该工艺量产时间晚、性能不达标之外,还在于它的成本太高了,之前愿意采用该工艺的客户仅有Intel和苹果;至于三星的3nm工艺则没有公开客户,普遍认为采用了三星3nm工艺客户规模也不会太大。

如此情况下,芯片行业已开始探索无需光刻机的芯片制造工艺,进而降低芯片制造的成本。日本无疑是开创者,日本开发的NIL工艺已投入实际生产,被铠侠用于生产存储芯片,近期日本方面宣布NIL工艺已推进至10nm以下,预计NIL工艺可以推进至5nm。

如今美国的Zyvex也宣布推出了无需光刻机的芯片制造工艺,意味着通过技术变革是可以在当前以光刻机作为主要芯片制造设备的工艺有更多途径,尤为可喜的是Zyvex的工艺可以做到比以ASML的第二代EUV光刻机所能达到的1.8nm更先进,这可能会要了ASML的命。

其实ASML称霸光刻机市场也不过是自2008年开始,此前光刻机市场的两强是日本的佳能和尼康,ASML通过与台积电研发浸润式光刻机,共同取得了巨大的成功,ASML成为光刻机市场的老大,台积电则在芯片居于全球领先水平,而日本的佳能和尼康则迅速衰落。

自进入5G时代后,我国在诸多科技领域赶上甚至对西方形成了反超,比如华为,这是全球5G核心专利数量最多的企业,海思半导体也在高端移动芯片市场与外国芯片第一次打得不分胜负。

不过海思只是设计企业,想要将PPT变为成品,离不开ASML的EUV光刻机。然而,合作、竞争已经成为当下世界形势的主流,尤其在科技领域更是广泛存在,但有些人却非常擅长通过遏制竞争对手的正常发展以实现领先的目的,为此采用美技术的ASML也成了老美手中的一张王牌。

中美科技竞争加剧,ASML EUV光刻机至今无法进入大陆市场,不过DUV光刻机还勉强能进来,即便如此,这对我国芯片产业也非常重要,在国内科研人员的努力之下,我国成功突破了14nm工艺芯片的量产。或许有人不知道,14nm是半导体制程工艺中的一个分水岭,能进入14nm实际上就已经迈进了先进制程领域,能满足全球80%左右的市场需求。即便是霸占高端芯片市场的台积电,14nm也占据了其一半的产能。

面对国产芯片的觉醒,老美自然是眼红,于是升级出口管制将矛头对准了14nm,但ASML第一时间却发出警告称“如果停止向大陆销售主流光设备,全球半导体供应链将面临中断”,“对华出口规则不会改变”、“ASML是欧洲企业”等,之后媒体传出老美派人赴荷欲阻挠ASML从而打乱我国芯片产业快速发展的进程。

中国芯片产业却并未被打倒,反倒愈挫愈勇,实现了中低端芯片的自给自足。甚至在今年上半年,芯片出货量达到了1600亿颗,令全球刮目相看,甚至迎来了ASML的态度转变。

那么中国是如何在限制下实现的芯片自给自足成就?又改变了怎样的态度呢?

了解中国中低端芯片如何自给自足之前,我们要先知道中国芯片被限制的原因。众所周知半导体芯片是当下科技领域非常重要的零件,生产难度很大,利润丰厚。

而美国向来是全球芯片工艺最拔尖的国家,以苹果与高通为首,A系列芯片与骁龙芯片几乎代表了芯片领域的金字塔科技。但是华为麒麟芯片的横空出世,令美国人感到了危机。进而禁止台积电为华为代工芯片,从而限制中国半导体产业的发展。

芯片是当下最主要的元器件,进入移动互联网时代后,芯片需求就开始快速增长,随着5G、智能电动汽车的普及,再加上万物联网,芯片需求是越来越大。

芯片等规则被修改后,高通、台积电等企业先后不能自由出货,华为自研的麒麟9000等芯片暂时无法生产制造,给华为带来了一些影响。

于是,国内厂商依赖高通等进口芯片的问题被摆在桌面上,用户都关心国产芯片到底处于哪一层次,国内厂商在芯片真的就完全受制于国外芯片企业么。

如今,就用几组数据给出详细的说明。

数据显示,今年前7个月国内减少进口芯片超430亿颗,同比下滑12%,可谓是降幅明显。

这在一定程度上说明,国产芯片是可以替代部分进口芯片的。

另外,今年前7个月国内出口芯片超过1600亿颗,国内累计生产制造芯片超1900亿颗(不含台湾省)。

也就是说,国内生产制造了大量的芯片,而这些芯片多数都出口到国外,也说明了国产在全球范围内用处还是很大的。

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