国产90纳米光刻机可以干什么?

黄国祥3


近年来,手机处理器飞速发展,由20nm迅速升级为7nm,而在下半年,5nm制程的处理器就会量产,似乎马上就要接近摩尔定律的极限了。这给了我们一个感觉——超高精度的制程已经普及,而90nm等低端光刻机用处不大!

其实并不是这样的,目前超高精度的光刻机应用的领域比较窄,主要集中在电脑芯片,手机芯片行业,但却决定着产业的命脉。而低端光刻机用途最为广泛,也是数量最多的类型!我国半导体行业的担当——上海微电子(SMEE)经过17年的研发,终于造出来了90nm的光刻机,目前也在低端市场有着不小的份额!

目前光刻机的格局是:ASML垄断高端市场,Nikon(尼康)、Canon(佳能)占据中低端市场,SMEE(上海微电子)只能在低端市场发展

90nm的光刻机有什么用?

在我国著名的集成电路制造公司——中芯国际中,据其2019报表显示:总营收31.16亿美元,其中14nm的贡献率约占1%,65/55nm贡献率约为27.3%,而90nm及以下制程占收入贡献的50.7%!可见,对于中芯国际来说,90nm的光刻机意义重大!

我们这里所说的光刻机即为前道光刻机,也就是用于芯片生产的光刻机。(在这之外,还有IC后道光刻机,用于芯片封装等)90nm的光刻机并非只能生产90nm制程的芯片,并且还可以向下兼容,用于110nm、280nm这样制程的光刻工艺,也就意味着可用于8寸线或12寸线的大规模工业生产。

市面上需求这样制程的光刻机的企业还真不少!(注意:单位1μm=1000nm)这些企业通常会生产NOR Flash(嵌入式非易失性存储器)、CMOS图像传感器芯片、电源管理IC、功率器件、射频芯片等等。

总结

90nm光刻机虽然对于手机处理器来说比较鸡肋,但是在其他领域依旧有着非常广泛的应用。我国目前也仅能生产90nm的光刻机,与国外仍有10年的技术差距,不过随着技术的进步以及国家的逐渐重视,我国光刻机的未来必定能迎头赶上!


极速说天下


可能大家的目光被台积电和ASML(阿斯麦)吸引住了,以为芯片不用5nm工艺制程制造,都不好意思说自己是芯片,没有极紫外(EUV)光刻机,都不能说自己是芯片制造大厂。

90nm国产光刻机是目前我国最先进的光刻机,属于国家重大科技攻关项目。


但是,5nm工艺和极紫外光刻机都是高端货好吗,换句话说,全球也就是苹果、华为、高通等一只手都能数得出来的厂家在玩,即使这些土豪金厂家,也不是所有的芯片都用5nm工艺+极紫外光刻机的超豪华套餐,仅仅A14、麒麟1000、骁龙875等未来旗舰芯片在享用,至于中端的麒麟8系列、骁龙7系列,用的是低一个档次的工艺制程7nm。

这么说吧,全球最先进的光刻机和最酷毙的制程工艺,基本都用来伺候个位数的手机SoC芯片了,牛掰如英特尔,目前最先进的芯片制程工艺也就是10nm(相当于台积电深紫外{DUV}光刻机下的7nm工艺)。

即使在台积电这里,代工的大部分芯片看起来也是很“低端”的。

根据台积电2019财年第四季度报告,7nm在出货量中占比35%,10nm、16nm及以下工艺占出货量比例达到65%。

这是全球最先进晶圆代工厂的业务数据,到老五中芯国际这里,同样是2019财年第四季度,28nm及以下工艺占比达到99%,90nm及以下工艺占比达到46.8%,而且150nm及以下工艺比例达到39.1%。

连中芯国际这种能在全球排上号的晶圆代工厂,90nm及以下工艺比例接近四成,全国几百家冒不出头的芯片制造厂,90nm工艺妥妥的就是最先进的制造技术了。

也就是说,目前芯片制造的主流工艺其实也就是28nm到90nm,也是比较赚钱的技术段位(7nm及以上是最赚钱的)。

如果将芯片制程工艺比作金字塔,塔尖是10nm及以上工艺,14nm及90nm就是塔腰,90nm以下就是塔基。

说到这里,国产90nm光刻机的战略意义就展现出来了。虽然它是低端光刻机,但打破西方技术封锁,可以保证绝大多数国产芯片制造厂不被“卡脖子”,国产的wifi芯片、蓝牙芯片、电源管理芯片、显示芯片、单片机、低容量存储芯片等大量低端芯片,可以说没有了后顾之忧,保证了国民经济的稳定运行(想想家电产品、汽车产品上的单片机,电视的机顶盒芯片,如果不能稳定国产,一卡一嗝屁是多么可怕的事)。

正因为如此,国产90nm光刻机的价值怎么说都不过分。


魔铁的世界


国产90纳米光刻机可以干什么?国产90nm光刻机可以满足大部分芯片制造的需要,只是对于要求较高的诸如计算CPU、手机CPU等达不到需求。

并不是所有的芯片都需要如此小的先进工艺制程,即使是高nm工艺制程同样可以满足需要,比如传感器、电源芯片、人机接口芯片、视频芯片等等,90nm的光刻机几乎能够满足市面上一般种类的芯片要求,而不需要诸如14nm、7nm等这样先进制程的光刻机。即使如英特尔的计算机CPU,也是14nm为主流,追求10nm工艺。


追逐低nm工艺制程的主要是手机CPU。这源于手机性能和功能要求的越来越高越来越多,需要在一小块芯片上集成越来越多的晶体管来满足复杂而庞杂的运算。就如高通芯片、华为、三星、联发科等手机CPU都已经实现了7nm的工艺,甚至追求更小的工艺制程。

国产90nm光刻机并不只是能够用户90nm工艺制程,也可以应用于110nm、280nm工艺芯片,这可以扩大市场上更多种类芯片的生产。更有甚者诸如中芯国际、台积电等芯片制造厂家可以利用现有设备,通过制造技术改造或升级优化,可以在现有高nm工艺设备上实现更低nm芯片的制造。比如中芯国际通过研发出N+1、N+2技术,达到可以制造接近或类似7nm工艺的芯片。


虽然ASML的高端光刻机是我们需要的,但在求而不得的情况下,即使是90nm的光刻机也显得珍贵。在国内诸如上海微电子、合法芯硕半导体、无锡影幻半导体、中科院、武汉光电国家研究中心等共同的努力下,更先进的国产光刻机应该能够出现。


更多分享,请关注《东风高扬》。


分享到:


相關文章: