芯片到7纳米,到底是光刻机的功劳还是代工厂台积电的功劳?

我回答的题目是:

中芯国际:有了高端光刻机

才能全面实现已有的高端制程工艺

“芯片到7nm”?是指产品、成品,高端的,不是指制程工艺、光刻设备,而是指工艺、设备作用的结果,即该问问的是高端制程工艺和高端光刻设备跟高端芯片之间的关系、联系。

我觉得严格地说应该是“良品率达到业界量产标准下的7nm芯片”。 就像中芯国际的14nm芯片达到了业界量产标准之后,95%都是良品,均无瑕疵。 在整体良品率达到业界量产标准的前提下、基础上,才可讨论7nm芯片到底是光刻机的功劳还是代工厂的功劳。

在良品率达到业界量产标准时功劳一样大。 工艺和设备的功劳一半一半,也就是都不可或缺。 代工厂如果自身的芯片制程工艺平达到了7nm,若是没有7nm的极紫外光刻机,良品率也是达不到业界量产标准的,即使造出了7nm芯片,次品多或者性能低的产品多,制造成本高,市占率低,台积电过去用荷兰ASML的DUV光刻机造出的7nm芯片就是这样,只是表明代工厂比如台积电拥有了7nm制程工艺能力,而已,这个高端能力却不能全部转化、良好实现,就差在没有与之匹配的光刻机。 反过来,芯片制程工艺水平没有达到7nm,即使有了7nm光刻机,结果一样。 中芯国际也会是这样,虽然认为自己已经拥有了7nm制程工艺能力,按梁孟松在2020年12月说今年可以进入风险量产,却一定不能像自家的14nm那样达到业界量产标准的良品率,而中芯国际的14nm制程工艺能力之所以能够圆满落地,制造出达95%的良品,只是因为拥有了、利用了ASML的14nm光刻机。

在良品率没有达到业界量产标准时必须依靠光刻机来建功。 后来,台积电买到了ASML的EUV光刻机之后,不仅制造效率上来了,良品率也提高了,绝大多数的7nm芯片个保个无瑕疵,显然,此时此刻简直全都是极紫外光刻机的功劳,或者叫全都是ASML这个光刻机制造厂的功劳,高端的光刻机是唯一性的不可或缺、不可替代。 梁孟松还说5、3nm芯片制程工艺研发只待7nm光刻机到货,到货的话就能全面展开,这充分说明研发更先进的工艺技术也必须得借助更先进的光刻机,更不要说实际制造5、3nm的芯片了,现有的DUV光刻机已经根本不能满足研发5、3nm制程工艺的要求了,不过呢,没有5、3nm的光刻机,良品率一样达不到业界量产标准,倒是,一旦7nmEUV光刻机到货,中芯国际的7nm制程工艺能力就能全面地发挥出来了,整体的良品率就能达到业界量产标准,就像台积电的后来那样。

不少人在说DUV光刻机的设备宽容度高。 普遍认为中芯国际因此而有望向7nm制程工艺延伸,造出7nm芯片。 还有人说中芯国际前段时间讲过“无需EUV设备,亦可向7nm工艺进军”的话。 我觉得延伸、进军都是真的,这是由于中芯国际的制程工艺水平真的达到了7nm,跟先前达到的28、14、12、N+1制程工艺一样没有利用EUV光刻机也是真的,只是,其中的12和N+1这 2 个世代工艺的良品率同样也会真的达不到业界量产标准,虽然会造出达到业界标准的12nm和N+1制程工艺芯片,即一定会有一些良品,但整个良品率一定是低于业界量产标准的,除非中芯国际还有与12nm和N+1芯片制程工艺相匹配的DUV光刻机,没听说有啊!对于全面实现12nm、N+1制程工艺来说,14nmDUV光刻机其实是无能为力的,潜力达到部分实现这2个世代工艺之后就到顶了,不再有潜力可挖,而且,部分实现是分别与12、N+1制程工艺共同建立的功劳,比如,与N+1制程工艺一起所立下的功劳无非是“相较于目前的14nm,不仅仅在性能方面提升了20%,同时在功耗方面也直接降低了57%,逻辑面积直接缩小了63%,晶体管密度更是提升了近 1 倍”。 据有人说,梁孟松曾经讲过N+1制程工艺在功率和稳定性上和台积电的 7 nm制程工艺相差无几,只是性能方面的提升不太明显,梁孟松就是在说性能相差还不少,也就是没有达到7nm,所以,后来又研发了并且研发出了7nm这个世代的制程工艺。

请问:为什么美国在自己断供中芯国际10nm以下先进工艺设备材料物料的同时又阻止荷兰卖给中芯国际那台7nm极紫外光刻机?就是因为自己如果提供了、荷兰如果卖给了,中芯国际连7nm制程工艺的能力都能全面发挥出来了,更不要说12、N+1制程工艺的能力了,赶上了台积电,就差继续研发5nm以及3nm了。 再问,为什么美国在自己供应与成熟制程工艺相匹配的设备材料物料的同时又不阻止荷兰敞开卖给中芯国际DUV光刻机?无非是想让中芯国际的制程工艺水平停留在中端。 美国选择性地供应、不供应,选择性地阻止、不阻止,就是想让中芯国际不能、不再发展12、N+1、7制程工艺,更不能、更不再研发5、3nm制程工艺,就是这个心思!美国当然也知道高端光刻机及其它高端工艺设备,还有高端的材料、物料,对于中芯国际全面实现既有的高端制程工艺能力、研发出更为高端的制程工艺技术,还有迅速达到期望的高端芯片制造整体良品率意味着什么,进而,对美国、对中国的整个半导体产业意味着什么。 相信!中芯国际以及梁孟松虽然当前在扩大14nm制程工艺的产能,但不会放弃对高端制程工艺的研发,也必定会等来相匹配的中国产高端光刻机及其它高端工艺设备,还有相匹配的高端材料等。

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