台积电说中国能造8nm,华为却认为制造先进芯片面临很大困难背后

王新喜科技趋势 2024-09-28 21:18:47

文/王新喜

近期国产氟化氩光刻机的问世,引发了国内外网友的热议。这款氟化氩光刻机分辨率≤65nm,套刻≤8nm,大概可以量产 28nm 工艺的芯片,中国成为世界上唯一一个通过一国技术能力完成的套刻≤8nm的DUV浸没式光刻机的国家。

业内均知,这是一款相对初级的DUV光刻机,没法用来加工7nm先进芯片。ASML在高端EUV上的护城河很深,28nm距离威胁到它的地位还很远。

但是在如今,台积电前研发处处长杨光磊指出,理论上国产光刻机已经能够制造8nm制程的先进芯片,这一观点引发了业内的广泛讨论。

杨光磊指出,中芯国际用阿斯麦的DUV光刻机是可以做到7nm,因为台积电第一代7nm也没有用EUV,即极紫光的这个机器,所以做7nm没有问题的。

他表示:“国产氟化氩光刻机它的波长大概193纳米,用193纳米要做一个8nm的技术,绝对是可能的,它要把193再除以2再除以2,就除到一个程度就会变成接近8nm,只要它在那个地方印好几次,就像一个东西,他这样印一遍就变成一半,于是再来玩一次再变成一半,这种东西在技术上是可行的。”

我们知道,芯片制造商在使用光刻机生产芯片的时候,会首先把电路图压印在晶圆上,让电路图像在晶圆上成像,这时候就要靠光,类似底片的原理,透过紫外光把设计图缩小到芯片上,然后借助先进的量测系统和软件来检验这些图案,以提高芯片生产的精度与良率。这是一种二维成像技术。

打个形象的比喻,光刻的作用就是类似照相机照相,光刻机是放大的“单反”。照相机拍摄的照片是印在底片上,而光刻机的是电路图和其他电子元件,在晶圆上成像。在杨光磊看来,只要多次“曝光”技术,国产光刻机制造8nm芯片的可能性逐渐增强。

华为的清醒背后

但目前华为却有不同的观点, 华为轮值董事长徐志军首次公开承认,中国芯片制造能力有限,阻碍了开发先进计算解决方案的能力。

这凸显了华为在追求更强大计算能力方面面临的重大瓶颈。

徐直军在华为全联接大会2024上强调,人工智能正在推动各行各业的深度智能化,走向全面智能化,但计算能力依赖于半导体工艺。他承认,美国对中国人工智能芯片的制裁在可预见的未来不太可能解除,导致中国半导体工艺落后,这是一个严峻的现实。这一限制将影响中国能够生产的芯片进步。

事实上,华为的忧虑并不道理,毕竟,芯片制造的一个关键指标是良率。杨光磊也谈到了,这种多次曝光技术,理论上可行,但是问题在于它的良率是多少或者它的功能是多少,多次曝光要进行对准,可能会导致较大误差,进而显著降低良率。

因此,我们不能仅仅把多重曝光技术作为突破光刻极限的关键手段。我们还是要回到光刻机本身的技术上不断突破——‌‌包括‌光学技术、‌感光材料技术、‌控制技术、‌蚀刻技术以及‌组装技术。‌在各方面,我们要向高精度方向发展。

而从技术层面来看,ASML高端EUV光刻机非常难以颠覆与超越,光刻机的激光,镜头,双工台,都是精密仪器的顶尖水平,一台顶级的EUV光刻机需要顶级的光源系统、物镜系统、双工件台、控制系统四大件的支持。

EUV制造所需的体积小,功率高且稳定极紫外线光源,这点美国Cymer公司一直掌握着成熟技术,其他国家都是向其采购的。

第二是光学与物镜系统,蔡司提供了先进的光学技术和物镜系统,为ASML的光刻机提供了核心部件。只有用高精度和高光滑度的镜片才能聚焦和校准光线,从而光线才能精确无误的照射在硅片上来画出微小图案。目前能够达到光刻机要求的镜片标准的厂商也在德国。

2024年正在如火如荼入驻晶圆厂的2纳米EUV光刻机的心脏就是蔡司的光学系统。蔡司也公布了2纳米EUV光学的一些数据:2纳米EUV光刻机的光学系统主要包含两部分,一部分是六镜头的反射系统,一部分是照明系统。照明系统由大约 25,000 个部件组成,重达 6 吨以上。六镜头投影光学元件有 40,000 多个部件,重约 12 吨。据说为了开发2纳米EUV光刻机,蔡司投入了1,000万工时。

另外像是芯片上用的复合材料,光刻胶,高纯度化学品也多数都是日本专利。

我国氟化氩光刻机使用波长为193纳米的光源,而荷兰ASML的EUV光刻机使用波长为13.5纳米的光源,比DUV的光源要短14倍以上,其提供者就是美国Cymer公司,这是EUV光刻机的关键科技。另外,EUV光刻机镜头精度要比DUV高很多。

因此,荷兰几十个国家构筑成的光刻机庞大系统,其精度与良率不是那么轻易被颠覆,其工艺的难度与精度非常高,国内上下游的技术与原材料短板还很多。

这也体现在ASML高精度的光刻机+台积电高精度代工工艺中,目前有一个案例是,Intel舍弃自己的工艺,用上台积电的最新工艺以后终于做出一个好产品:Lunar Lake架构的笔记本。这笔记本最惊艳的地方在于第一次x86的续航达到了苹果Mac的水平。低功耗表现非常惊人,待机功耗低的简直不像是x86。这芯片做轻薄本简直是绝配。

因此,从台积电与华为的说法来看,是两种不同的声音,我们更倾向于认为华为的声音是倾向于现实情况。

华为轮值董事长徐志军谈到,在中美竞争的人工智能芯片领域,人工智能引领了对算力的需求,这必然要求计算系统发生结构性变化,需要系统级算力,而不仅仅是单个处理器的能力。这只有在现有的芯片制造工艺的基础上才能实现,这是中国的难题。

而在人工智能芯片上,美国的制裁还在加码,由于受到美国制裁与禁用,华为徐直军坦言,这一限制将在相当长时间内,让我们可能都趋于落后状态。

根据9月24日,《经济日报》的一则新闻,披露了英伟达已直接暂停了接收中国客户对H20芯片的新增订单,源于该芯片可能即将被美国列入出口管制的黑名单,听说在今年10月份要重新审查半导体出口政策,或将再加码限制,其中包括英伟达那款极限阉割的H20芯片!

因此,面对外界的捧杀,如何保持清醒,理智认识差距,在今天的舆论环境下有点难,但华为保持了清醒,用务实的心态去认识到真正的难题,尽管取得了显著进展,但依然需要持续的研发投入和技术创新,在半导体制造设备的材料与工艺、制造技术层面还需要理性认识到差距,不断突破,补齐短板,这或许是难能可贵的地方。

作者:王新喜 TMT资深评论人 本文未经许可谢绝转载

20 阅读:8300
评论列表
  • 2024-09-29 11:21

    又有多少傻逼信了?上半年吹的钠电池吹那去了?两年前吹的华为的光子芯片石墨稀芯片呢?

  • 电话 15
    2024-09-29 10:31

    要辩证的看待本篇文章的背后立意,坚持全域使用国产光刻机,让科学家和一线工人在实践中突破制造国产高端光刻机,切不可在外部制压或故崽倾销中使我们自己的光刻机么折

  • 2024-09-29 13:32

    不是遥遥领先吗?可就有傻逼信!

  • 2024-09-29 11:44

    净吹牛B了!连机器都不能独立制造....

  • 2024-09-29 08:34

    徐董,谨慎,谦逊,低调[点赞][点赞][点赞]

  • 2024-09-29 21:33

    这就是中国的华为!

  • 2024-09-29 08:37

    甭管几纳米芯片,能用来多多制造超高音速导弹就行!

    用户17xxx83 回复:
    算力和速度差太多太多!
  • 2024-09-29 11:09

    为老徐点赞,[点赞][点赞][点赞]

  • 2024-09-29 11:48

    西方国家都封锁你,你还会在乎别人的专利吗,自己造自己用,全世界玩这个都屈指可数

王新喜科技趋势

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