近期,某国产芯片制造厂表示,明年有望实现关键技术突破,具备14nm量产的能力,相比之下,此前的14nm产线多为本土量产能力与海外技术设备的结合,而这一次,中国将有机会突破全产线、全供应链的国产化。

14nm将在明年实现全面量产:院士发声、半导体三大趋势生变

中国工程院院士、浙江大学微纳电子学院院长 吴汉明

中国工程院院士吴汉明指出,后摩尔时代,产业技术发展趋缓,但另一方面,对于中国,创新的空间和追赶机会正在增加。最近国内的企业在装备上投入了不少资源,使得我们的装备也有一些开始进入大生产线的能力,像包括刻蚀、CVD、热处理、CMP、清洗机等等,开始进入芯片制造大生产线。

这意味着中国国产芯片发展迎来黄金时期。过去已经有本土制造企业实现了14nm芯片的量产,在国际贸易多变的当下,如果这一次能实现完全的自主可控,对中国半导体产业的意义是非常大的。

以28nm为分界线,芯片制造分为先进和成熟两种工艺,制程越小,意味着单颗芯片所集成的晶体管数量越多,工艺也越先进。14nm属于先进工艺芯片,但相比于半导体竞争的焦点——3nm、5nm来说,它仍然是一种成熟的技术。

当下,越来越多的业内人发现,一些相对成熟的芯片正成为产业需求的焦点,在物联网兴起、半导体产业转移、摩尔定律趋缓的背景之下,这一次14nm芯片若能自主量产,它的产业意义,远大于学术、技术意义。

14nm芯片国产化必要且紧迫

从应用上看,14nm芯片主要用于高端消费电子产品、人工智能芯片、应用处理器、车载电子等,这类芯片正在电子领域大量流通。国际上,2015年格罗方德公司在实现14nm的量产,2017年联华电子实现量产。本土企业也具备一定量产能力,2019年,国产代工厂中芯国际实现14nm芯片的量产。

吴汉明认为,当前芯片制造工艺面临三大挑战,第一,图形转移的挑战,当下主要先进工艺都是用波长193nm的光源,曝光出20nm-30nm的图形,现在集成电路的光刻工程师却能用波长193nm的光源曝光出数十纳米的图形,突破了光学的限制。

第二,新材料的挑战。芯片的性能提升主要依赖新材料和新工艺。至今,大约有铜、锗等64种材料陆续进入芯片制造,每一种材料都需要数千次工艺实验。

第三,提升良率的挑战,吴汉明指出,这也是所有芯片制造企业的终极挑战,只有量产且通过一定良率的工艺才能被称为成熟的成套工艺。