產能up！SMIC新購光刻機順利進廠投產

中芯國際這次新機進廠，並非之前眾望所歸的那臺7nm EUV高級型號，而是對應目前重點產能的14nm DUV生產設備。當然，關於這個問題大家並不用太糾結，DUV對目前的主流芯片（甚至X86架構的CPU）來說，依然處於性能級水準，舉例如下：

• Intel目前桌面級主流CPU（包括最新、即將上市的 第10代酷睿CPU），依然是14nm工藝產品；
• Intel量產級最高水準的 製成品，依然是DUV工藝；
• AMD目前最新的Zen2、未發售的Zen3 ；
• Intel在2019年3季度已確認 的CPU及芯片組產品；
• AMD在上月底、本月初亦緊鑼密鼓地 ，用以復產4年前的老款CPU產品。

手握12~14nm製程研發、生產線的SMIC，有望借DUV光刻機實現工藝節點飛躍

對於ARM類芯片產品此處不再贅述，筆者觀點很簡單：中芯國際目前可以順利引入14nm DUV工藝的光刻機，對中國目前主力發展的芯片產能來說，不僅夠用、有市場、有利潤，用好了依然具備足夠的競爭力。

DUV設備寬容度高，有望向名義7nm工藝延伸

什麼是“名義7nm”？

“敢為天下先”的韓國三星，“勇於”將自家20nm工藝直接標稱為14nm，開啟了名義製程之先河

關於這個問題，筆者 也已有所說明，在目前國際上以美國、韓國、中國臺灣省為主的三大晶圓代工體系中：

1、16~14nm工藝下，各廠晶體管密度*標準為：

• Intel 14nm：43.5MTr/mm²
• 三星 14nm：32.5MTr/mm²；
• 格芯 14nm：32.5MTr/mm²；
• 臺積電 16nm：28.2MTr/mm²。（TSMC無14nm節點，16nm視為同級）

2、10nm工藝下，各廠晶體管密度*標準為：

• Intel：100.76MTr/mm²；
• 三星：51.8MTr/mm²；
• 臺積電：60.3MTr/mm²；

2、7nm工藝下，各廠晶體管密度*標準為：

• Intel：大於200MTr/mm²（EUV）；
• 三星：95.3MTr/mm²；
• 臺積電：96.5MTr/mm²；

*注：晶體管密度MTr/mm²：每平方毫米中包含的晶體管數量（單位：百萬）。

看完此數據之後，大家應該對“名義製程”有了新的認識，簡單來說，Intel的工藝製程標準較為嚴苛，同級別製程下的晶體管密度遠高於三星和臺積電，業內對臺積電、三星這種表面上“虛標”的工藝製程，稱為“名義製程’。

TSMC：誰做的好，誰做得強，誰有話語權

但是，目前受TSMC（臺積電）在晶圓工藝的絕對領先地位影響，臺系（包括韓系）晶圓代工廠新確立的這套工藝體系命名方式，逐漸在全球範圍內獲得通識性認可，而名義製程也給了DUV光刻機更廣闊的施展空間。

現在回來聊聊SMIC（中芯國際）前段時間提到的：“無需EUV設備，亦可向7nm工藝進軍”。

根據目前國內外已有的成功經驗和技術積累， （深紫外）光刻機本身就具備14nm~12nm工藝製成品的硬件潛力。

ASML NXT系列產品，國內引進較多的DUV深紫外光刻機

結合Intel使用DUV光刻機在10nm節點衍生的100.76MTr/mm²晶體管密度，中芯國際至少在理論上具備向“7nm名義製程”發起衝刺，這在晶圓代工領域本身就是相當正常、常規的操作。比如業界頂級的ASML EUV系列光刻機，除了原生的7nm量產能力，同樣也具備5nm生產能力。

做夢都想要的ASML NXE3400B EUV

而包括Intel、TSMC在內的晶圓代工巨頭，紛紛在最近半個月內公佈其各自的 ，顯然是優化後的7nm EUV+已具備了5nm的技術規格標準。

探秘：中芯國際（SMIC）的7nm DUV如何實現？

根據中芯國際CEO梁孟松先生的表述——：

“（SMIC的）N+1芯片工藝相較於目前的14nm，不僅僅在性能方面提升了20%，同時在功耗方面也直接降低了57%，邏輯面積直接縮小了63%，晶體管密度更是提升了近1倍。而N2+芯片工藝則會面向更高性能的芯片，”

3~16nm工藝節點目前仍被統稱為先進製程

我們只看上文晶體管密度部分：SMIC新研發的N+1芯片工藝，比照目前14nm的晶體管密度提升一倍。粗看一下，這是一道簡單的算術題，不過筆者尚不能查證SMIC現有14nm製程的晶體管密度，但我們可以附條件地反推：

• 三星7nm工藝的晶體管密度約95.3MTr/mm²；
• 三星8nm工藝的晶體管密度約61.2MTr/mm²；
• 臺積電7nm工藝在初始階段的近似晶體管密度約為：66.7MTr/mm²；
• 臺積電7nm當前晶體管密度約96.5MTr/mm²。

以上述兩家公司的名義7nm工藝節點為參考：

中芯國際的N+1工藝，至少應達到66.7MTr/mm²~95.3MTr/mm²之間的任一水準，才能稱之為符合“名義7nm”工藝的基本水平。

在此基礎上，我們參考前文提到的各廠14nm工藝晶體管密度，範圍在28.2MTr/mm²~43.5MTr/mm²之間，以中芯國際實際能掌握和優化的水平，筆者預測其現有的14nm工藝應能承載約35MTr/mm²的晶體管密度*，因此，按照梁孟松先生的N+1節點說，

2019年末主流晶圓代工廠的工藝節點研發進度

*注：Intel擁有14nm節點最極致的壓榨、魔改水平，近乎極限環境下可達到43.5MTr/mm²的晶體管密度，因此善意推測SMIC的14nm尚不具備這種能力——筆者注。

總結：小米加步槍，照樣打勝仗

筆者對“名義製程”這個詞沒有太大興趣，畢竟，國際標準並未界定，在三星前幾年的帶頭之下，誰都可以說自己的工藝是X納米。但很多人對14nm、10nm、7nm、5nm這幾個敏感關鍵詞的熱衷度相當高，如果因信息不對稱、表述方式引起了錯誤的理解（或解讀），終歸有些不好。

附表：分類對比

我們非常清楚，中芯國際目前擁有國內頂級的芯片設計研發能力，而最大的掣肘就是去年底7nm EUV光刻機的 ，廣大讀者對國產7nm的期待也在這個時間點達到峰值。不管怎麼說，SMIC通過“曲線救國”的途徑，能夠用DUV設備完成“7nm節點”的工藝突破，這是件好事。

納米數容易“操作”，EUV和DUV的差距，就不是那麼容易“彎道超車”的了

手裡有什麼武器，把它用好，照樣能打勝仗。當前國際環境依然不甚明朗，能在這種局面下順利完成新光刻機進廠投產，才是最值得慶祝的大事。至於有關工藝節點的數字元素，筆者建議大家看看就好，東西好用、夠用、能打、能扛，才是國家在這一階段最需要的。

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