03.06 n+1製程為什麼不需要光刻機?

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N+1製程目前僅有中芯在提,這裡我就給題主以及網友詳細講講中芯這方面的情況吧!

1、N+1需要7nm光刻機

首先得明確一點,任何芯片的生產都需要光刻機,沒有光刻機代工廠是無法有效生產的,因此中芯N+1製程也是需要光刻機的。

目前中芯並未明確N+1製程是多少nm工藝,按照其提供的參數來看,業內預估是7nm工藝。如果按此計算的話,中芯N+1需要7nm的光刻機。

而事實上中芯也已經向荷蘭ASML採購了一臺7nm EUV光刻機,但現階段這臺機器一直未到位。背後的原因很簡單,就是美國當前正在全面封堵我國的半導體產業,荷蘭自然也得跟隨大佬的腳步,現在這機器至今未獲得荷蘭的出口許可。

2、沒有7nm光刻機怎麼辦?

中芯現階段既拿不到7nm光刻機,又想要使用N+1製程,那該怎麼解決呢?

辦法當然是有的,因為7nm製程並非百分百需要EUV光刻機,在基於現有的技術路線上完全可以採取其他技術手段來解決7nm製程的生產,當年臺積電最初的7nm製程就是在未使用ASML 7nm EUV光刻機的情況下生產。

現在可行的方式就是使用DUV多重曝光來解決,通常生產7nm工藝芯片至少得曝光4次,相比EUV光刻機只要一次即可,這種生產方式顯然效率較低,成本也更高,包括芯片的良品率也會大幅降低。

但是,在沒拿到7nm EUV光刻機前中芯只能依賴這種技術手段來處理,哪怕效率低成本高,但有技術可以生產總比沒有強。

因此,在中芯當前的規劃中N+1並非是必須使用7nm EUV光刻機。

3、按規劃N+2製程將應用EUV光刻機

目前按照中芯自己的規劃來看,未來到N+2時將轉移到EUV光刻機,只要條件許可就必須要上。

很顯然,當中芯的製程上到N+2時,再想繼續通過多重曝光只怕這良率更低,成本更高,此時就不得不必須使用EUV光刻機了,否則不僅N+2製程受影響,後續更先進的製程發展更受阻礙。要知道臺積電現在已經在使用EUV光刻機生產5nm的芯片了。

最後這裡再給大家順帶說一下中芯目前的整體進展,現階段中芯14nm工藝已經量產,前階段也和華為簽了合約為其代工,14nm的產能2020年底將達到15000萬片。而N+1工藝現階段已經完成客戶導入驗證,年底可以實現小規模量產,到2021年將會全面量產。

Lscssh科技官觀點:

綜合而言,中芯這2年的發展還是比較神速的,但是和三星、臺積電相比差距還是相當大的,人家已經開始在量產5nm了,我們至今還只是14nm,希望未來今年中芯的發展能比較順利,最終縮小和頭部企業的代差,乃至追平。




Lscssh科技官


    中芯國際宣佈2020年年底將會量產N+1,7nm製程工藝,相比目前市場上的7nm要低10%。n+1並不是不需要光刻機,而是不需要荷蘭ASML最新的EUV光刻機,其實N+1、N+2都不需要EUV工藝,N+2之後才會轉向EUV光刻工藝。很多網友可能疑問,沒有EUV光刻設備,中芯國際是如何突破7nm工藝的呢?

    眾所周知的原因,中芯國際早在2018年就成功預定了一臺荷蘭ASML的7nm EUV光刻機,本打算藉助EUV光刻機,攻破7nm工藝,但是因為“失火"延期交貨,後來因為美國方面的阻撓,導致許可證到期,中芯國際至今未收到EUV光刻機。可以說先進的工藝都是逼出來。

    什麼是N+1?

    2019年第四季度,中芯國際實現了14nm製程工藝的量產,該工藝可以滿足國內95%的芯片生產。從14nm改良到12nm的工藝,也進入了客戶導入階段,功耗降低了20%,性能提升了10%,同時錯誤率降低了20%。


    很多網友可能疑問,中芯國際沒有高端的EUV光刻機,是如何攻克7nm工藝的呢?我們回顧一下臺積電7nm工藝的發展史,其實,臺積電的7nm工藝,有三次技術迭代:

  • 低功耗的N7;

  • 高性能的N7P;

  • EUV工藝的N7+。

    前兩代7nm芯片都沒有使用高端EUV光刻機,只有N7+使用了EUV工藝,高通驍龍865、蘋果A14處理器、華為麒麟990 5G處理器,均採用了7nm EUV工藝。所以,沒有EUV光刻機,中芯國際同樣可以進入7nm芯片工藝時代。

    對華為的“影響”?

    美國以“安全”為由,限制供應商給華為供貨,最後的防線可能就是臺積電。

    近期,華為海思擴大分散芯片製造來源,不斷增加對中芯國際的14nm和N+1製程技術的新流片數量,包括華為核心麒麟芯片,也首次在中芯國際流片。分散了生產製造的風險,另外華為海思的WiFi通訊芯片、高速傳輸芯片等,也會陸續轉到中芯國際。


    總之,對於中芯國際的強勢崛起,成為了國產自主芯片背後最強有力的“籌碼”。我們再來看一下友商的工藝進展,臺積電今年量產5nm,三星也將在今年量產7nm EUV和5nm,相信中芯國際早有一天能夠趕上。

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Geek視界


首先我來科普幾個感念。中芯國際大家應該聽說過,是國內最大的晶圓代工廠,在2019年底開始量產14nm工藝,基本上比臺積 電、三星、Intel三巨頭慢了兩到三代。N+1是中芯國際的新一代晶圓生產工藝的代號,預計到2021年能量產。雖然中芯國際一直沒有說明N+1具體是多少nm工藝,外界猜測應該是7-10nm之間。這也不奇怪 ,誰願意在落後的情況下還告訴你最新進展?畢竟老百姓都知道nm數字越小越厲害。

中芯國際後面還有N+2工藝,是N+1工藝的升級版,柵長一樣(7-10nm),主要區別在於性能及成本,N+2是面向高性能的芯片,只是功耗和成本上會有所增加。



下面再談談光刻機,光刻機目前大致有兩種:一是深紫外光微影系統,簡稱DUV;而隨著製程小於7nm ,DUV已經滿足不了精度要求,這時就需要使用極紫外光微影系統,簡稱EUV。去年吵的沸沸揚揚的、 不賣給中國的光刻機指的就是ASML公司的EUV。一臺EUV的售價大約和一架波音787客機相當。



可以肯定的是晶圓生產絕離不開光刻機,那麼N+1工藝也不例外。中芯國際基本上走的是臺積電的工藝 路線,臺積電在7nm節點一共研發了三種工藝:分別是低功耗的N7、高性能的N7P和使用EUV工藝的N7+ 。前兩種工藝使用DUV光刻機,只有N7+工藝才開始較少採用EUV光刻機,而從5nm節點是充分利用EUV光 刻工藝的。現在我們來推導一下,中芯國際的N+1應該是對標臺積電的N7;中芯國際的N+2對標臺積電的 N7P。可以大膽猜測一下,中芯國際要等到2022年以後才會用到EUV光刻機,所以ASML現在賣不賣EUV光刻機給中國,暫時對中國的芯片製造業影響不大。當然如果EUV一直買不到,那麼會影響改良7nm、以及5nm這一級別的發展。就是說給你設了一個天花板,你還想保持第二梯隊,估計比較難。那麼怎麼辦?當你看完這篇回答,恰好你也有志於中國的芯片製造,那麼還來得及,放下手機,遠離塵囂,努力學習!5nm 技術指望你了!



下面給大家看幾組數據,從中可以大致瞭解一下目前芯片製造的現狀。

●2017年底三星以1.5億歐元每臺的價格從ASML訂購了10臺EUV,然而ASML那時累計才生產了23臺,那其他廠家只能等待。

●臺積電5nm製程進展順利,今年上半年將量產,走在了三星和Intel的前面。

●採用14nm工藝的芯片: intel i9-9900K;高通驍龍625處理器

●採用7nm工藝的芯片:蘋果A12處理器;麒麟980處理器;高通驍龍8150處理器;Intel EyeQ5等。

●採用5nm工藝的芯片(2020年量產):蘋果A14仿生處理器;麒麟1020處理器


電子藝術之旅


感謝您的閱讀!

你不賣給我光刻機?我就用新技術去打破你的束縛。面對ASML的壟斷,中芯國際還真的憋出了一項令人振奮的技術。中芯國際宣佈在 2020 年底將量產 N+1(7 納米),成本較目前市場上 7 納米低 10%,確實被“火災”推遲賣給中芯國際7nm EUV光刻機之後,這項技術到底有什麼魔力呢?


瞭解下,什麼是n+1製程!

我們知道,根據晶圓代工的工藝規劃,在代工節點中,會有至少2+個製程,而N+1實際上就是中芯國際的一種新技術製程。並且這種工藝製程的優勢是,N+1 製程與中芯國際 14 納米制程比較,它的效能增加 20%、功耗減少 57%、邏輯面積減少 63%、SoC 面積減少 55%。

除了14nm,中芯國際提供的第一代FinFET還包括12nm,相比14nm晶體管尺寸進一步縮微,功耗降低20%、性能提升10%,錯誤率降低20%。目前中芯國際正在就12nm與同一批14nm客戶就行合作。

其實,n+1製程就是一種製程計劃,它其實就是為了在不斷優化第一代FinFET工藝,我們已經在描述中知道,FinFETN+1製程對標競爭對手7nm產品,但是它的性能稍遜色,卻在成本、能耗方面可相抗衡。未來也將適用於5G、物聯網大部分的芯片要求。

不過,你得知道,並不是說n+1不需要光刻機,而是因為它只是不需要使用最新的ASML的7nm EUV而已。

n+1製程後的發展

其實,中芯國際的梁孟松說,不僅僅有N+1,還有N+2,N+1和N+2的差異僅在於成本。而且,對於N+1和N+2,不會使用EUV方案。當EUV準備就緒時,N+2的部分層將會使用EUV,這說明了未來中芯還是需要引進7nm EUV光刻機。

我們知道,中芯目前在14nm工藝中表現非常出眾,據財報顯示:2019年Q4第一代14nmFinFET產能達到3000片/月,貢獻總收入1%,體現公司14nm生產良率較好。

但是,我們還是要看到,在國際社會,基於5nm的X60高通5G基帶已經發布,今年很可能會有不少企業推出5nm的芯片,臺積電、三星等等都在不斷追逐,中芯在這方面還是有不短的一條路需要走。n+1方案,說到底是憋出來的技術方案,我們更寄希望於我國自己的,不弱於世界的光刻機的出現。


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目前全球範圍內能夠製造芯片的廠商少之又少,僅僅只有高通,臺積電、三星等能夠獨立的研發出來芯片,但是這也僅僅是研發出來芯片,如果想要進行製造的話,那麼還是需要荷蘭ASML公司的光刻機來進行製造。

先來和大家說一說目前的企業光刻機的技術程度,在主要的方面來說,荷蘭ASML公司可以說已經壟斷全球範圍內光刻機的製造的,所以大家如果想要製造出來芯片,那麼光刻機是不可缺少的重要設備。


目前在國內來說,中芯國際還是處於相對領先的一個級別,也是國內規模最大的晶圓代工廠,要比對於上海微電子有限公司生產出來的芯片還有有更加先進的技術,而中芯國際在2019年的時候,就開始量產出來14納米工藝製程的處理器,這對於國產手機芯片來說,已經是非常厲害的一個芯片製程。

接下來和大家在簡單的說一說究竟什麼是N+1,其實非常的簡單,所謂的中芯國際N+1就是最新一代的晶圓生產工藝的技術,也是其中的一個代號而已,在芯片領域一直有這樣的一種說法,就是手機處理器芯片的製程數量越小,那麼其代表的工藝支持越先進。

而中芯國際的N+1可能將會在2021年進行量產,不論根據對方面進行猜測的話,這次的中芯國際芯片的製程估計也是在10納米左右,因為雖然實力在國內比較不錯,但是和荷蘭的ASML公司相比還是有一定的差距的,而荷蘭最新的工藝製程為5納米。


而且任何的芯片生產都是無法繞過光刻機的設備,如果說沒有光刻機,不論是廠商設計研發出來的芯片有多麼先進,都是無法進行生產出來的,所以對於國內來說一直都是非常想要真正的掌握其生產光刻機的核心技術。

目前中芯國際的N+1工藝已經取得比較的大突破,在工藝生產方面不能夠不需要使用阿斯麥爾的極紫光刻機,就能夠進行生產的,但是目前由於外國的限制,還是不能夠拿到阿斯麥爾的極紫光刻機的銷售許可證明。


最後,對於說中芯國際來說,整體的芯片研發進度還是非常不錯的,現在已經非常成熟的14納米工藝製程的芯片也是能夠量產的生產,但是就目前來說,任何的芯片都是無法繞過光刻機進行生產的,那麼大家還有什麼不同的看法,可以在下方留言,咱們一起探討!


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如果能繞過光刻機,繞過芯片,這些都是可以獲得諾貝爾學獎的,加油幹吧!


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