國產90納米光刻機可以幹什麼?

黃國祥3


近年來,手機處理器飛速發展,由20nm迅速升級為7nm,而在下半年,5nm製程的處理器就會量產,似乎馬上就要接近摩爾定律的極限了。這給了我們一個感覺——超高精度的製程已經普及,而90nm等低端光刻機用處不大!

其實並不是這樣的,目前超高精度的光刻機應用的領域比較窄,主要集中在電腦芯片,手機芯片行業,但卻決定著產業的命脈。而低端光刻機用途最為廣泛,也是數量最多的類型!我國半導體行業的擔當——上海微電子(SMEE)經過17年的研發,終於造出來了90nm的光刻機,目前也在低端市場有著不小的份額!

目前光刻機的格局是:ASML壟斷高端市場,Nikon(尼康)、Canon(佳能)佔據中低端市場,SMEE(上海微電子)只能在低端市場發展

90nm的光刻機有什麼用?

在我國著名的集成電路製造公司——中芯國際中,據其2019報表顯示:總營收31.16億美元,其中14nm的貢獻率約佔1%,65/55nm貢獻率約為27.3%,而90nm及以下製程佔收入貢獻的50.7%!可見,對於中芯國際來說,90nm的光刻機意義重大!

我們這裡所說的光刻機即為前道光刻機,也就是用於芯片生產的光刻機。(在這之外,還有IC後道光刻機,用於芯片封裝等)90nm的光刻機並非只能生產90nm製程的芯片,並且還可以向下兼容,用於110nm、280nm這樣製程的光刻工藝,也就意味著可用於8寸線或12寸線的大規模工業生產。

市面上需求這樣製程的光刻機的企業還真不少!(注意:單位1μm=1000nm)這些企業通常會生產NOR Flash(嵌入式非易失性存儲器)、CMOS圖像傳感器芯片、電源管理IC、功率器件、射頻芯片等等。

總結

90nm光刻機雖然對於手機處理器來說比較雞肋,但是在其他領域依舊有著非常廣泛的應用。我國目前也僅能生產90nm的光刻機,與國外仍有10年的技術差距,不過隨著技術的進步以及國家的逐漸重視,我國光刻機的未來必定能迎頭趕上!


極速說天下


可能大家的目光被臺積電和ASML(阿斯麥)吸引住了,以為芯片不用5nm工藝製程製造,都不好意思說自己是芯片,沒有極紫外(EUV)光刻機,都不能說自己是芯片製造大廠。

90nm國產光刻機是目前我國最先進的光刻機,屬於國家重大科技攻關項目。


但是,5nm工藝和極紫外光刻機都是高端貨好嗎,換句話說,全球也就是蘋果、華為、高通等一隻手都能數得出來的廠家在玩,即使這些土豪金廠家,也不是所有的芯片都用5nm工藝+極紫外光刻機的超豪華套餐,僅僅A14、麒麟1000、驍龍875等未來旗艦芯片在享用,至於中端的麒麟8系列、驍龍7系列,用的是低一個檔次的工藝製程7nm。

這麼說吧,全球最先進的光刻機和最酷斃的製程工藝,基本都用來伺候個位數的手機SoC芯片了,牛掰如英特爾,目前最先進的芯片製程工藝也就是10nm(相當於臺積電深紫外{DUV}光刻機下的7nm工藝)。

即使在臺積電這裡,代工的大部分芯片看起來也是很“低端”的。

根據臺積電2019財年第四季度報告,7nm在出貨量中佔比35%,10nm、16nm及以下工藝佔出貨量比例達到65%。

這是全球最先進晶圓代工廠的業務數據,到老五中芯國際這裡,同樣是2019財年第四季度,28nm及以下工藝佔比達到99%,90nm及以下工藝佔比達到46.8%,而且150nm及以下工藝比例達到39.1%。

連中芯國際這種能在全球排上號的晶圓代工廠,90nm及以下工藝比例接近四成,全國幾百家冒不出頭的芯片製造廠,90nm工藝妥妥的就是最先進的製造技術了。

也就是說,目前芯片製造的主流工藝其實也就是28nm到90nm,也是比較賺錢的技術段位(7nm及以上是最賺錢的)。

如果將芯片製程工藝比作金字塔,塔尖是10nm及以上工藝,14nm及90nm就是塔腰,90nm以下就是塔基。

說到這裡,國產90nm光刻機的戰略意義就展現出來了。雖然它是低端光刻機,但打破西方技術封鎖,可以保證絕大多數國產芯片製造廠不被“卡脖子”,國產的wifi芯片、藍牙芯片、電源管理芯片、顯示芯片、單片機、低容量存儲芯片等大量低端芯片,可以說沒有了後顧之憂,保證了國民經濟的穩定運行(想想家電產品、汽車產品上的單片機,電視的機頂盒芯片,如果不能穩定國產,一卡一嗝屁是多麼可怕的事)。

正因為如此,國產90nm光刻機的價值怎麼說都不過分。


魔鐵的世界


國產90納米光刻機可以幹什麼?國產90nm光刻機可以滿足大部分芯片製造的需要,只是對於要求較高的諸如計算CPU、手機CPU等達不到需求。

並不是所有的芯片都需要如此小的先進工藝製程,即使是高nm工藝製程同樣可以滿足需要,比如傳感器、電源芯片、人機接口芯片、視頻芯片等等,90nm的光刻機幾乎能夠滿足市面上一般種類的芯片要求,而不需要諸如14nm、7nm等這樣先進製程的光刻機。即使如英特爾的計算機CPU,也是14nm為主流,追求10nm工藝。


追逐低nm工藝製程的主要是手機CPU。這源於手機性能和功能要求的越來越高越來越多,需要在一小塊芯片上集成越來越多的晶體管來滿足複雜而龐雜的運算。就如高通芯片、華為、三星、聯發科等手機CPU都已經實現了7nm的工藝,甚至追求更小的工藝製程。

國產90nm光刻機並不只是能夠用戶90nm工藝製程,也可以應用於110nm、280nm工藝芯片,這可以擴大市場上更多種類芯片的生產。更有甚者諸如中芯國際、臺積電等芯片製造廠家可以利用現有設備,通過製造技術改造或升級優化,可以在現有高nm工藝設備上實現更低nm芯片的製造。比如中芯國際通過研發出N+1、N+2技術,達到可以製造接近或類似7nm工藝的芯片。


雖然ASML的高端光刻機是我們需要的,但在求而不得的情況下,即使是90nm的光刻機也顯得珍貴。在國內諸如上海微電子、合法芯碩半導體、無錫影幻半導體、中科院、武漢光電國家研究中心等共同的努力下,更先進的國產光刻機應該能夠出現。


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