台积电1nm芯片制程
台积电1nm芯片制程
台积电领跑代工领域
台积电作为全球几大芯片代工厂,在芯片代工领域中表现出色,供应链遍布全球。自美国总统拜登上任后,曾多次强调芯片的重要性,近来也有消息传出美国正积极拉拢台积电支持美国芯片制造业,愿意提供近500亿美元的巨额补贴,希望台积电等外国芯片代工巨头在美国设立高端芯片代工厂,足以说明台积电在行业中的重要性。
芯片领域之所以受到各国的关注,不仅在于它与电子产品密切相关,还在于它的制程工艺。要知道,根据摩尔定律,集成电路可容纳的晶体管可以不断翻倍,这意味着芯片的集成度和制程工艺有能力延续下去。
但事实上,芯片制造工艺繁杂,涉及到多道工序,再加上精细到纳米级的工艺参数,想要突破5nm以下的芯片工艺,想要取得工艺的创新突破是相当困难的一件事,是需要花费大量的时间和成本的。
台积电再传捷报
近来,美国IBM表示已突破了2nm芯片制造技术,与7nm芯片相比将提升45%的性能,能耗方面则降低了75%。除了2nm工艺的攻破,台积电方面先是宣布将于2022年下半年进入3nm量产阶段,此外还公布了有关1nm芯片制程研发的最新进展。
今年5月份,台积电在与台大、美国麻省理工的联合研究下,成功提出了利用半金属铋作为二维材料的接触极,替代原有的硅元素,这样一来可以利用铋元素降低电阻提升传输电流的化学属性,进一步加快突破摩尔定律极限,协助1nm芯片的研发制造。
不得不说,在美国的芯片禁令下,大陆芯片进口受到了严重冲击,可如今台积电在1nm芯片制程工艺取得重要进展,或将在无形中提高了中国半导体产业的影响力,为什么这么说呢?这与中国的丰富的矿产资源息息相关。
台积电此次提出新制程原材料铋,从铋矿种加工提取的,中国拥有大量的铋矿资源,占全球铋矿资源比重高达75%,每年从中国出口的铋矿数量占全球铋矿总产量的89%。倘若在之后1nm芯片工艺中采用了铋元素,中国掌握了最关键的制造材料,中国在半导体产业中的地位必然会得到提升。
可预料的是,未来各行各业对于芯片的依赖程度会继续扩大,但受美国制约下的华为已失去了芯片的代工和采购渠道,任正非及时调整方向。华为除了稳定保障手机业务的运营外,已经将业务重点转向软件开发、系统操作以及智能汽车等领域。在继续华为海思芯片研发的同时,加快华为各领域业务部署,减少对芯片的依赖。
日均芯片产能突破10亿颗!
随着时代的进步,芯片这项拇指盖大小的半导体元器件变得越来越重要了,小到手表、手机、智能家电,大到汽车、轮船、飞机,都离不开芯片的驱动。芯片不仅被称为是“工业粮食”,认为是衡量一个国家综合国力的标准。
虽然拥有着全球最大的半导体芯片消费市场,但由于起步较晚、基础技术薄弱,以至于常年依赖进口,最近两年的年均进口额一度超越了3500亿美元,约合人民币2.4万亿,或许很多人对此没有太直观的概念,如果按照现役航母辽宁号500亿的造价,每年进口芯片等半导体元器件的支出,至少可以制造48艘辽宁号!
然而,如此关键的领域,美国却修改规则,对华为等中企实施断供,妄图以此来遏制中国高科技的发展。
但芯片断供是把双刃剑,虽然给中企的发展带来了一定的影响,可“卡脖子”之痛却也彻底坚定了实现芯片自给自足的决心。国家加大投资布局,不仅牵头成立了世界级的东方芯港,推出了面向半导体产业的各项扶持政策。
在自主造芯浪潮的推动下,短短两三年时间,国内市场就新增了6万多家半导体公司,不仅中芯、华虹等老牌芯片企业持续“输出”,就连阿里、格力、比亚迪等知名企业,也都展开了跨界造芯。
功夫不负有心人,在举国上下的团结努力下,国内芯片市场如今已是焕然一新,诸如光刻机、光刻胶等垄断设备材料都不断传出着破冰的好消息,国产芯片在工艺技术、产能、良率等各方面都实现了质的飞跃。
近日,国内芯片市场传出了一份关键数据,这足以看出我国芯片产业的巨大进步。数据显示,2021年中国全年芯片生产量再次刷新纪录,累计达到了3594.3亿颗,平均下来,几乎每天的产能都达到了10亿颗!
值得强调的是,全球范围内将于2024年新增的60座12英寸晶圆厂中,仅我国就有15座,占了其中的四分之一。
随着投建的15座晶圆厂不断完工,国内芯片市场将进一步释放产能,将轻松突破每天10亿颗。另外,有权威机构预测,截至2025年,中国在全球芯片制造市场中的份额占比将会提升至17%!
通过以上数据就不难看出,美国的担忧正在应验。要知道,美之所以挖空心思的对国内芯片市场进行技术封锁,就是妄图以此来遏制中国科技的快速发展,继续保持对美芯的高度依赖。
但如今的结果却恰恰相反,这个半导体芯片消费大国正在向产出大国转变,随着国产芯片的自给率的不断提升了,国内市场所需要进口的美芯也就少了,最受伤的还是以出口为主的美半导体芯片企业。
面对物美价廉的中国芯片,昂贵的美芯在全球市场中的竞争力将大打折扣,烂大街都没人要的局面并非不可能发生。
或许正是由于这份忧虑,美在修改规则、断供国内芯片市场的情况下,居然还公开反对中国自主造芯。其给出的理由更是让人觉得可笑,声称中国自主造芯会拖缓全球芯片技术的进步。
当然,国产芯片现阶段虽发展迅速,但整体而言仍处跟跑阶段,比如制造工艺比不了台积电、光刻水平比不上ASML,只有完全打通了这些关键环节的“任督二脉”,才算得上是真正的崛起。
因此,在坚持自主研发、自主创新的芯片发展路线基础上,仍要坚持不懈地埋头努力,“高筑墙、广积粮”,因为在加速前行的同时,对手没停下来,比如美国,刚通过了520亿美元的芯片方案,其目的就是为了巩固美芯的市场地位。
很显然,这场中美“马拉松”竞赛比的不只是速度,比的还有耐力。不过,中国早已不是百年前任人欺辱的时候,东方雄狮已经苏醒,如今要资金有资金、要人才有人才、要体系有体系,所以,完全有理由相信,“厚积薄发”的国产芯片必能在不久的将来惊艳世界。
断供300多天后!美松口允许向华为出售芯片,国内院士:别上当
华为的实力究竟有多么强大,关于这一点,没有任何人能够给出答案,但相信现在的美国已经意识到华为的实力不是气举全国之力就能够打压的,即便是在禁令实施之后,华为依旧苦苦撑着,而在未来,华为的手机业务还会迎来更美好的发展
好消息接二连三虽然截止到现在为止,芯片问题依旧是华为目前解决不了的问题,但是要知道,目前华为已经全面进军到半导体领域之中,相信在不久的未来,华为一定能够交给一份满意的答卷。目前,中国半导体在很多领域之中都取得了非常不错的突破,比如芯片制造领域,比如在光刻机领域,中科院的入局,中芯国际的努力加上各大企业的不断突破,中国半导体正在以一种不可阻挡之势快速崛起。好消息是,华为目前的现状越来越好了,前段时间华为官宣了一个好消息,表示在9月中旬左右将会发布一款新机,最为重要的是,这款新机将会搭载高通的骁778g5g芯片,意味着美国现在已经恢复了高通的全面供货
华为会使用高通的芯片,对于其本身而言,是一件好事,也是一件坏事,好的方面是华为目前的芯片问题得以解决,但坏的方面是,华为现在不得不寄人篱下,毕竟从前华为使用的芯片都是自己设计的麒麟芯片,麒麟芯片的性能比起高通骁龙的性能有过之无不及。
美松口了?
让人意外的是,美媒最近透露了一个消息,表示美内部已经批准了国内芯片供应商的许可证,能够像华为公司出售汽车零部件芯片。在断供三百多天之后,美国终于松口,允许向华为出售芯片,这并不是什么消息。
美国之所以这回这样做其实是有阴谋的,要知道华为曾经明确规定过,华为永远都不会造车,可如今美国明明知道华为不会造车,却偏偏要恢复对于华为汽车芯片的供货,很明显就意味着美国这是想要引导华为想着造车的方面去发展,打自己的脸。
那么华为究竟会不会应了美国的要求去造车呢?关于这一点,华为目前已经正式回应表示,不管海外市场的态度怎么样,华为永远都不会放弃自主造芯片的计划,在将来,在芯片制造方面,华为将会继续加大投资,并且华为永远都会遵守,不会造车的承诺。
所以,美的阴谋不可能得逞,既然华为能够说出这句话来,那么就代表华为不会向着造车的方向去发展,虽然会参与到其中,但却绝对不会自主造车。
不要上当
关于这一点,国内院士正式发言表示这是美国的阴谋诡计,千万不要上当,国必须要坚持自主研发,只有这样,在未来的发展之中才能避免历史的重演,中国在半导体领域之中并非是一无所长,到如今也已经取得了非常不错的成绩,而在接下来奔的发展之中,中国务必要坚持下去,不要上了美国的当对于而言,坚持自主研发是必须要坚走下去的一条道路,不管美国也好,还是其他人和国家也罢,都没有办法阻挡中国实现芯片自给自足到决心,在未来,中国半导体将会在全球范围内,正迸发出更强大的实力,所有人都将会见证属于中国人的半导体力量。其实,截止到现在,中美科技之争的结果已经很明显,虽然目前美国没有彻底失败,但显然也已经败下阵来,也相信在未来,华为会发挥出更大的实力,打败美这样的“邪恶势利”
对中国市场摊牌了?ASML做出最后决定
对于美国而言,阿斯麦以及台积电是其手中最有力的两颗棋子,为什么这么说呢?因为这两个企业,一个在光刻机领域形成了垄断,一个是代工领域之中的巨头。深知阿斯麦以及台积电在全球芯片领域之中的地位,所以从芯片禁令开始到现在,即便是美国放开了,对于高通等等企业的出货许可,但依旧死死咬住阿斯麦和台积电不放。
美咬住阿斯麦台积电不放的原因
毕竟阿斯麦的光刻机和台积电的代工实力,在全球范围内的影响力非常大,一旦放开其中一家,华为想要突破芯片的问题,简直是轻而易举,这就会使得打压失去了原有的效果。
至于阿斯麦和台积电为什么被美国咬的死死的,这就说来话长了,在这里简单的一笔带过。首先来讲阿斯麦方面,当初能够都成为全球第一大光刻机巨头,就是因为美国的助力,如果不是因为美国举全国之力对于日本半导体打压,现在的阿斯麦绝对不可能登上第一的位置。
台积电虽然是全球第一大芯片代工厂,但是在代工过程之中,使用了大量的美国技术,所以这就导致在芯片禁令之中,阿斯麦和台积电不得不听从美国的话。关于这一点,台积电其实是不服的,后面看到台积电与美国之间发生了狗咬狗这种戏剧化的一幕
在得知中芯国际二度扩产28nm芯片之后,台积电也沉不住气了,想要会到南京建设28nm工厂,可是让台积电没有想到的是,美国直接将台积电列入到了黑名单。美国会这样做,最主要的还是有自己的考虑。
美国想要台积电乖乖的听话,来到美国建厂,完善产业链,扶持当地的英特尔,试图取代台积电的位置,台积电当然非常清楚,所以台积电心里其实也是憋着一口气的,来到南京建厂的事情台积电也是势在必得。
阿斯麦的立场
但阿斯麦这边就不一样了,从禁令开始直到前些天,阿斯麦的态度一直都非常明确,那就是一定要入国内市场进行合作,毕竟中国是全球最大的半导体消费市场,对于阿斯麦来讲,中国市场是一块大蛋糕,如果中国制造出了EUV光刻机,那么阿斯麦将会彻底失去中国市场。
所以可以看到,在2020年下半年,阿斯麦曾经三番四次向国内市场示好,在进入到2021年之后,也曾三番四次的警告美国。就在所有人都以为阿斯麦忠于中国市场的时候,可是阿斯麦却给上了一课,对中国市场彻底摊牌,并且做出了最后的决定。
摊牌了?
阿斯麦方面目前已经接受美国的要求,将会在今年年底之前进驻美国半导体市场搬进新办公大楼,此行就是为了帮助美国完善其产业链。可是要知道,在此之前阿斯麦刚刚从国内申请了三千多项光刻机专利,向国内出售了大量的旧设备,获得了很多的资金。如今阿思麦带着从中国申请的专利,从中国赚到的钱去到美国,当然不是什么好消息。
关于这一点,倪光南院士早就曾经说过,技术是买不来的,不要将希望寄予海外企业,唯有埋头苦干,加大自研,才能实现中国芯片真正的自主自足。事实上,倪光南院士的话,的确早就应该被这重视起来了。
如果不是一直以来还对海外企业抱有依赖,相信目前至少已经能够攻克相关的一些难题了,未来的发展只能够掌握在自己的手中,不管怎样,只有真正掌握自主知识产权,在接下来的发展之中,才能够保证一帆风顺,没有任何一个国家,任何一个企业能够凭借着其他企业发展一辈子,所以不管是华为好不管是中国半导体也罢,等到真正实现了自给自足,才能够有站在半导体领域之中熠熠生辉。
此次阿斯麦给上了一课,让彻底警醒,在未来,将不会再依靠任何企业任何国家,势必要实现半导体领域的自给自足。相信凭借目前国内的实力,一定能够实现在该领域之中的自给自足。不管怎样,相信中国半导体未来可期,也相信日后,一定能够彻底实现自给自足。
光刻机任重道远
众所周知,光刻机的问题一直以来都是在芯片半导体领域内存在的最大的短板,作为芯片制造的重要设备之一,光刻机的重要性毋庸置疑。光刻机的精度,将会直接决定芯片的精度。
一台好的光刻机,才能够制造出精度最高,良品率最高的芯片。但是在光刻机的问题上,一直以来都没有办法解决,原因自然就是因为光刻机的制造难度非常大,高端光刻机是最为顶级的生产设备,集成了上百种最为先进的技术,光是零部件就有上万个,每一个零部件都需要工程师们进行上千次甚至是上万次的调试,这才能够保证最后生产出来的芯片良品率达到最高。
全球最为先进的生产技术,掌握在荷兰的ASML手中,CEO曾经说过,即便是将图纸交到手中,也制造不出一模一样的光刻机来。这并不是吹牛,而是事实,手中掌握着最先进的技术优势,不管怎么吹牛,人们都只会觉得这是一种实力,一种嚣张的资本。
不过可惜的是,即便是ASML,每年的产能也并不高,一年大概在30-40台左右,由于光刻机的制造难度,再加上是几万个零部件分别来自全球各国,后续制造过程中的良品率堪忧,所以导致这种光刻机的研发成本非常高,每台光刻机的售价能够达到1.2亿美元而在光刻机方面,前段时间迎来了好消息,中国已经成功研发出了28nm精度的光刻机 ,这就意味着已经逐渐掌握了光刻机的制造原理,接下来只需要在各方面进行改进,追求更高的精度就好了。不过至于究竟还需要多久才能够彻底攻克这种技术难关,这个还真的不好说,毕竟科技研发这种事情也不是过家家,不是张口就来的事。
国产28纳米光刻机的问世,给中国芯片带来了希望,同时也让华为看到了希望,只要有了光刻机,华为海思所研发的芯片就能够代工出来。但是光刻机真的可以救华为吗?
讲真,未必。芯片制造是一个极复杂的过程,包括设计、光刻以及封装。目前在光刻、封装、芯片设计方面都取得了不错的成绩,但是在芯片设计软件上,还是存在短板的。华为能够设计出3Nm芯片不假,可是这种设计是非常依赖于美国EDA软件设计的,所以,在芯片设计软件领域之中,这种EDA软件才是这种芯片制造的根本。其实在这种领域之中,中国工程师的芯片设计能力一点都不亚于国外设计师,但是是必须基于这种设计软件的前提下,才能够制造出来的。所以,这就意味着,在芯片设计软件方面被卡了脖子。
芯片禁令实施之后,人们将关注的重点都放在了光刻机上面,但即便是在高端光刻机的问题上取得了突破,生产也能够顺利进行下去,按照美的德行,一定会相近一切办法阻止发展芯片,这个时候,EDA软件就会成为手中的一张王炸,一旦美开始禁止国内使用这种EDA软件,中国即便是研发出了光刻机,也基本上没用。所以才说,光刻机是没什么用的,也救不了华为。不过好在,现在工信部已经正式发声,表示在2022年,在解决芯片的时候,第一要务就是要推动国产EDA、CAD等等工业软件的发展,为国产芯片将来的发展打下坚实的基础。
不过要知道,这种行业研发周期长,回报率低,可却是芯片研发之路的最重要的一步,同时也是第一步。将来的发展还是任重而道远。
任正非曾经说过,中国的芯片制造,要向上捅破天,向下扎到根。
所以才说任正非果然没有说错,在芯片制造上,一定要从头开始,稳住脚步,扎扎实实地走好每一步。只有这样,在将来的发展之中,才能够获得更好的突破。
参考链接:
https://mp.weixin.qq.com/s/6gPvejBsuU-DRpWtKXU9YA
https://mp.weixin.qq.com/s/In503UKU7UL0Nv2X7lwFoA
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