“自行量產”,就是自主量產或者自主生產的意思吧,“12nm以下”一定是12nm到7nm,直至5、3nm以下。
其實應該是“28nm以下”。已知,我國早就能獨立自主地量產28nm以上的芯片,因為在2016年自主制造出了90nm的低端國產光刻機。后來,中芯國際在2017年到2020年的三年余時間里,接連研發出了28nm、14nm、12nm、n+1和7nm這 5 個世代的工藝技術,其中,前 4 個都實現了規模量產,28nm還持續擴大產能了呢,卻都不是自主性質的,因為研發和量產所依靠的光刻機和其它工藝設備、零配件、原材料這些東西分別是荷蘭和美國提供的,我們國內還沒有實現國產替代。正因為不是自主量產,12nm和n+1的規模量產在2020年戛然中止,至今也沒有恢復,7nm技術到現在連風險量產都沒有進入,只剩下28和14nm至今還在被“例外”著;也正因為不是自主量產,中芯國際才不得不執行美國的新產品規則,不再給華為代工自研的14nm芯片了,如麒麟710A。
12到7nm芯片在2025年應該能自主量產。按在網上一直持續的一致性消息,特別是中科院在兩年前的肯定性預計,國產化的DUV中端光刻機能很快投入商用,我估計在2025年之前一定能,至于難度比DUV光刻機低不少或低很多的其他工藝設備和零配件、原材料的“三化”,即國產化、中端化和商用化,當然都能更快。中芯國際只要、也只有依靠上來源自我們國內的這些關鍵核心東西,才能自主量產12到7nm的芯片,包括自由地給華為量產7nm的手機用自研芯片,還可以自由地給華為量產7nm以下的自研芯片,因為華為現在就自主地擁有了更為先進的堆疊封裝技術。
5到3nm芯片只會在2030年以后才能自主量產。因為在2030年之前,傳統技術路線的國產EUV光刻機才有可能造出來,如果到時候真的造出來了,才意味著我們一個國就擁有了一整條高端又自主可控的芯片技術鏈產業鏈供應鏈,盡管還媲美不了美國那時主導的多個國長期以來合建的那一條。說來,這是樂觀的估計,可能會晚一些,急不來的,雖然一定是在“上下大力支持”的情況下,雖然我們國內在EUV光刻機等高端工藝設備以及零配件、原材料上,現在就已經有了一定的技術積累。
只要是梁孟松不離開中芯國際,那么我們自行量產12nm工藝技術的芯片只是時間問題。
目前來說,涉及到我國消費電子領域的芯片,國產化程度最高的也就是中芯國際在之前給華為代工的麒麟710a。這款芯片采用的是中芯國際14nm工藝技術,由于當時代工生產的時候,美國的對于華為的禁令還沒有到第四輪,所以這款芯片是含有少量美國技術的。
現在我們半導體領域,主要的難點就是技術跟設備材料。
尤其是涉及到民用芯片上面,民用芯片追求的就是工藝、性能跟能耗比。就拿手機芯片來說,現在手機芯片的工藝發展速度非常快,基本上半年就推出新架構和新工藝,由于不同代工廠商的技術優化不同,所以現在各個半導體大廠都在不斷優化性能跟能效之間的平衡。
新架構跟新工藝的不斷更新,所帶來的就是材料跟高精度設備的不斷更新。
就目前來說,國際上主流的芯片制造設備就是asml公司生產的EUV光刻機,這種光刻機可以支撐起來5nm、3nm這種先進制程工藝的芯片制造。而我國目前已知的光刻機,就是上海微電子生產的產品,只能支撐起90nm工藝的產品制造。
本來中芯國際是我國最有可能在短時間內追平三星、臺積電,并且有望實現自主技術生產的廠商。但是在2020年年底,美國把中芯國際列入實體清單,封禁了10nm及以下技術節點所需的設備和材料。
美國的禁令,對于中芯國際的發展來說阻力非常大。中芯國際發展最快速的時候,就是從2017年梁孟松加入開始的。
當時梁孟松帶領著團隊用了不到1年的時間,把中芯28nm的良品率提升到了85%以上。隨后又用了兩年左右的時間,讓中芯國際的14nm技術成功量產商用,緊接著又投入到7nm、5nm以及n+1技術的發展當中。
一邊發展新技術,一邊在28nm這種老舊的工藝上面,開始采用國產供應鏈進行生產制造,逐步發展去美化路線。
中芯國際的28nm生產線基本已經不怎么依靠美國的技術了,國內的供應鏈足夠應付得過來。而且中芯國際已經掌握了7nm這種先進制程工藝的主要技術手段,現在只要解決了EUV光刻機的問題,那么中芯國際就可以對這種先進工藝進行制造測試。
12nm在現在來說,已經不屬于先進制程工藝了。所需要的設備也不會只卡著EUV光刻機了,用DUV光刻機進行制造就足夠了。
荷蘭asml公司在光刻機的進出口上面,對我國一直是處于開放的態度。但是美國一直在給荷蘭政府施壓,所以現在就連幾年前的DUV光刻機,我國也很難從asml公司手里面購買到。
現在的情況就是,中芯國際已經掌握了12nm節點的技術工藝,只要是解決了光刻機跟其他材料的問題,那么我們就可以開始進行測試生產,從而進一步發展去美化路線。
只要有光刻機,很快就可以。關健是美國作梗14nm以下光刻機我國現在還買不到。好消息是純國產28nm光刻機正在研制中,而且快成功了,到那時70%的應用場景有28nm就夠了。不過要國產14nm光刻機難度挺大,恐怕三兩年做不到,7nm就更難了。