10月11日,我們看到一則中國芯片領域的重大喜訊:芯動科技這家中國領先的一站式IP和定制芯片領軍企業宣布,已完成全球首個基于中芯國際FinFET N+1先進工藝的芯片流片和測試,所有IP全自主國產,功能一次測試通過。
中國芯片制造商中芯國際的“N+1”工藝非常了不起,是在第一代先進工藝14nm之后的第二代先進工藝的代號,也被稱為“國產版”的7nm芯片技術,比現有的14nm工藝性能提升了20%,功耗降低了57%,邏輯面積縮小了63%,SoC面積減少了55%。
從該條新聞筆者明顯感受到,國產芯片制造技術進步速度很快,超過預期。
相比于7nm工藝,國產化的28nm工藝芯片更容易實現,如果能量產影響更大。據了解,在上海微電子、中芯國際等大量中國產業鏈共同努力下,中國28nm芯片產業鏈已經有不錯發展。業界預計國產化的28nm芯片將規模生產,能在1-2年實現。
為何要打造完整“國產化”芯片產業鏈?
芯片產業的發展,是全球各國技術智慧的集體結晶。但一些國家出臺霸道禁令,無視其他國家的科技貢獻,破壞了全球產業鏈的開放合作、共同發展的良好格局。
吃一塹,長一智。目前已經有多個國家和越來越多的科技企業,在推動芯片自主創新,實現芯片多元化供應鏈,防止掉入禁令“陷阱”。
其實芯片產業分為高中低端不同層次。中國作為數字經濟快速發展的大國,對芯片需求旺盛。據海關總署統計,上半年我國集成電路產業進口1546.1億美元,同比增長12.2%,出口505.1億美元,同比增長10.5%
中國已經在中低端取得出色成績,在芯片制造原料稀土、芯片設計等領域處于全球領先,但在7nm、5nm等高端市場設計軟件、制造生產等領域,還存在較大短板。
對于短板,中國科技企業在積極推動“國產化”芯片生產線落地。大量資本還從中發現機會。包括中芯國際的前高管在內的中國技術資深人士正規劃“國內替代”基金,以在中國創建下一個芯片科技巨頭。
更為關鍵的是,中國出臺重大稅收優惠政策鼓勵中國半導體產業創新。根據國務院出臺的新政策,經營超過15年的合格集成電路項目和企業,如果采用28nm工藝或更先進的工藝,將可免稅長達10年的企業所得稅。這極大鼓勵了中國芯片產業。
根據智東西統計的數據,從今年第二季度到7月23日,中國有77項與半導體相關的融資活動,共有72家公司獲得了總計267億元人民幣(合38億美元)的融資。今年第二季度,中國在芯片行業的資本投資比去年增長了近10倍。根據企業數據庫天眼查的數據,截至7月16日,中國在2020年第二季度組建了17000多家集成電路(IC)公司,年增長率為30%。
加速“國產化”,28nm芯片產線何時實現?
從目前的發展看,中國芯片產業在28nm及以上工藝的芯片領域,有不錯積累,也在全力實現國產化的28nm芯片量產。大家可不能輕視28nm技術,因為這是當下成熟制程與先進制程的分界點。中國如果掌握了該技術的國產化量產,就可以滿足絕大部分市場的芯片需求。
據君臨研究中心分析,目前的芯片種類里,除了對功耗要求比較高的CPU、GPU、AI芯片外,其余的工業級芯片其實都是用的28nm以上的技術,比如電視、空調、汽車、高鐵、火箭、衛星、工業機器人、電梯、醫療設備、智能手環、無人機等。
據中國國際廣播電視臺CGTN報道,盡管中國公司不具備生產最先進的智能手機芯片組所需的7nm和5nm制造能力,但它們卻能夠生產28nm和14nm芯片,這足以滿足手機以外的大多數電子產品的需求。
縱觀中國市場,目前中國最大的芯片代工企業中芯國際、華虹半導體等都掌握了28nm芯片的量產技術。接下來看整個中國產業鏈如何協同,能快速實現國產化28nm芯片“量產”能力。
據悉,中芯國際在今年7月份通過向公眾出售股票籌集了75.8億美元,宣布計劃在北京建立一個價值76億美元的芯片代工廠,重點是28nm和更先進的工藝,目標是每月生產約100000個硅晶片。中芯國際聯席首席執行官趙海軍在8月份的財報電話會議上證實,中芯國際正從中國國內采購芯片制造工具和材料。
今年8月有報道稱,上海微電子制造了自己的***,用于制造28nm芯片。除28nm機器外,上海微電子的產品還能夠在11nm節點上制造半導體,并且它還希望推出能夠構建7nm芯片的產品。
中國首家3D NAND閃存制造商長江存儲科技制定了宏大目標,以測試國內和美國以外的海外市場的材料。自今年5月以來,長江存儲幾乎每個月都提高使用國產芯片設備和材料的目標,該企業目標是70%的設備來自國內供應商。
制造28nm芯片也要看芯片上游的設備和材料發展情況。君臨研究中心調研了中國28nm芯片制造的設備端,包括硅片設備、熱處理設備、光刻設備、刻蝕設備、離子注入設備、薄膜沉積設備、拋光設備、清洗設備以及檢測設備,還調研了28nm工藝芯片的材料端,包括硅片、電子特種氣體、光刻膠、拋光材料、高純濕電子化學品以及靶材等。
君臨研究中心調研詳細,有理有據,得出結論是:幾乎所有環節,都已經有28nm技術的國產設備和材料處于生產線驗證階段。目前的瓶頸,主要就在***。國產28nm***只有上海微電子一家在做,不過其也預告將在2021年完成首臺28nm國產***的交付。
“相信通過1-2年左右的努力,我國完成一條28nm的芯片‘國產化’產業鏈是完全可以實現的。”君臨研究中心如此預測。
觀察:中國28nm芯片實現的影響幾何?
中國的國產化28nm芯片產業鏈實現,對行業影響同樣巨大。在筆者看來,一方面讓中國科技企業不懼他國禁令,將推動中國各行業科技可持續發展,包括5G基站等ICT設備領域的發展。
中國工程院院士倪光南此前接受《環球時報》采訪時表示,中國已經實現了具有“中國系統”的芯片自主創新。
另一方面,國產化28nm芯片量產也將給中國企業的全球客戶巨大信心,還能增強中國半導體產業鏈更進一步發展的信心和實力。這也是為何芯動科技國產版7nm技術流片和測試成功,能引起熱議的原因。
當去除了非商業因素,芯片領域企業的全球競爭也就相對公平。屆時,全球科技市場能更加重視彼此,讓共贏共存與良性競爭成為主旋律,真正加速造福廣大企業和大眾。
責任編輯:tzh
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