中国将拥有另一个台积电?中芯搞定7nm工艺,但却面临更大难关
在芯片先进工艺技术方面,国内的中芯国际目前仍旧处于追赶的姿态。台积电、三星今年将量产5nm芯片工艺,而国内最大的晶圆代工厂中芯国际去年底才量产了14nm工艺。不过该工艺技术已经可以满足国内95%的需求了。
目前中芯国际已开始发展更新一代的N+1、N+2工艺。根据中芯国际联席CEO梁孟松的说法,N+1工艺和14nm相比,性能提升了20%,功耗降低了57%,逻辑面积缩小了63%,SoC面积减少了55%。N+1基本上可以确定是7nm级别的工艺了,因为芯片面积缩减55%意味着晶体管密度提升了1倍,这超过了14nm到10nm工艺的进化水平。根据中芯国际联席CEO梁孟松博士表示,N+1工艺和14nm相比,性能提升了20%,功耗降低了57%,逻辑面积缩小了63%,SoC面积减少了55%。
此外还有N+2工艺,区别在于性能及成本,N+2显然是面向高性能的,成本也会增加。在这这两个工艺方面,梁孟松表示N+1、N+2代工艺都不会使用EUV工艺,等到设备就绪之后,N+2之后的工艺才会转向EUV光刻工艺。从综合资料来看,这边是中芯国际的7nm芯片发展轨迹,这也与台积电的7nm工艺路线相差无几。台积电在7nm工艺方面进化了三代,分别为低功耗的N7、高性能的N7P、使用EUV工艺的N7+。值得注意的是,同样前两代没有用到EUV光刻机。只有N7+使用EUV工艺,也是目前台积电的量产工艺。
目前中芯国际已经实现了14nm工艺量产,而且随着其量产提速这也为其贡献了1%的营收,能够满足国内95%的芯片生产,换句话说即便遇到意外情况,中芯国际14/12nm量产之后国内也可以自己代工生产90%以上的芯片。根据产能来看,14nm月产能将在今年3月达到4K,7月达到9K,12月达到15K。其中基于14nm改良的12nm工艺也进入客户导入阶段了,该工艺相比14nm晶体管尺寸进一步缩微。随后中芯国际将跳过10nm直接奔向7nm工艺。
现在最关键的是中芯国际的7nm何时量产,最新消息称中芯国际的N+1 FinFET工艺已经有客户导入了,今年Q4季度小规模生产。为了加快先进工艺产能,中芯国际今年的资本开支将达到31亿美元(该公司一年营收也不过30亿美元上下),其中20亿美元用于中芯国际的上海12英寸晶圆厂,5亿美元用于北京12英寸晶圆厂。
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