中国3纳米芯片光刻机（中芯科技光刻机是多少纳米的）

2022-12-04 12:27:23 证券 xialuotejs

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3nm芯片关键技术获得突破，复旦大学教授建“奇功”

实际上，这是对于关键信息的一种误读，要知道在芯片领域不仅仅只有手机所使用的高端数字移动芯片，那仅仅只是代表了高端芯片制造的一部分，在我们日常生活中不管是电视、电脑、计算器、微波炉、电冰箱、收音机甚至是门禁系统等物件上都会使用到芯片，而这些芯片的制造难度其实并不高我国只要愿意随时都可以实现其完全国产化，因此站在半导体芯片领域，我国定下的5年7成自产的任务其实并非一个遥不可及的愿景。

此外，对于如何突破芯片封锁这个问题，其实我们除了奋起直追目前最先进的芯片制造技术以外，我们其实完全没有必要一味的按照既定的“行业规则”去走，为什么我们不能另辟蹊径的实现弯道超车呢？

答案显然是肯定的，我国目前正在主导和大力研发的第三代芯片技术正是其中的代表，碳基芯片已经被论证了比传统硅基芯片拥有更高效的性能，而在这一领域我国已经走在了世界的前列。

除此之外，还有一种弯道超车的办法，那就是“改进晶体管技术”！这项技术其实正是为了应对逐渐失效的“摩尔定律”而研究的，在既定的行业大规则越走越窄的情况下，通过改进固有技术实现“物理法则”的突破。

就在本月月中，我国的复旦大学微电子学院传来好消息：在目前全球最顶级的3纳米制程芯片上，周鹏教授的团队已经实现了GAA晶体管技术的突破性研究，并已经在国际电子器件大会上向全世界公布了我们的这一技术突破。

抛去那些专业的词汇，简单来说，运用GAA技术能够使芯片发挥出传统“摩尔定律”规定下的百分之四百的功效，这对于在第三代芯片尚未完成研发而芯片的物理极限即将到头之前，是一个突破性的技术，能够是芯片这个领域继续保持高速发展的态势。

实际上，准确来说，GAA晶体管技术并非一个新鲜词汇，韩国的三星和台湾省的台积电此前已经掌握了这项技术，并且三星还颇为大胆的把这项技术应用在3纳米制程芯片之上，按照计划它们准备在后年开始生产包含了GAA晶体管的3纳米芯片，至于到底功效如何良品率几何，一切都还要等2022年才可以得到论证。

而对我国而言，虽然GAA晶体管技术并非首创，但是在当前芯片技术被美国垄断和封锁突如此严重的情况下，我国的科研团队还能凭借自己的力量突破和掌握这项核心技术，实在是非常难得，它再一次证明了我国强大的科技研发能力和制造能力。

实际上，我国现在的芯片制造技术已经基本上可以说是万事俱备只欠东风了，目前只要我们能够搞到EVU光刻机，那么我们所面临的芯片封锁困境就会迎刃而解。而这一次，我们不打算依靠外力的帮助，也没有指望荷兰的ASML突然“大发善心”把EUV光刻机卖给我们，我国的中科院以及其他科研机构正在奋力研究和打造属于我们自己的光刻机，并且另一芯片巨头国家日本的一些相关企业也正在和我国的企业进行深度合作，共同打造非EUV光刻机。

相信在诸多力量的合力之下，我们不用等太久，就能在芯片领域好好的回敬美国一耳光！

中国3纳米芯片光刻机（中芯科技光刻机是多少纳米的）第1张

三纳米光刻机是什么

3纳米，是指节点技术的关键尺寸，而这个尺寸不是芯片能用肉眼看到的几何尺寸(一般是毫米到厘米级别），而一般是指栅极长度（gate length）。这个长度是又掩膜版上定义好的尺寸决定的，而在生产过程中决定性的由光刻机来实现（当然也要有光刻胶，腐蚀等技术的支持才能实现）。

1、集成电路尺寸的缩小，也就意味着器件(也叫晶体管)的进一步缩小，也意味着栅长的缩小，栅极的缩小是提升器件开断频率的重要方法之一。频率高了当然就意味着芯片快。

2、但是呢，栅长的减小，导致这个器件很容易烧坏，进而导致整个芯片的瘫痪，比如英伟达A100，采用7nm工艺制造，集成超过540亿个晶体管。虽然芯片出炉的时候就已经做了检测，且集成电路设计中也已做了这方面的考虑，但是这也不能动不动就坏一个吧。

以上两个矛盾之间在一代一代的磨合中实现螺旋式上升，促进了集成电路乃至互联网的大发展。

期间，就是现在好多科研工作者做的事情，想出了千奇百怪的结构优化设计和材料的筛选与改造。这涉及了物理、材料、工艺实现的高精度等富有极大挑战的科学技术，器件栅长的缩小也意味着多方面科学技术的突破。

麒麟9000是绝唱？麒麟9010曝光，3纳米工艺！王者归来

在华为mate40系列年度旗舰的发布会上，我们欣喜地看到了一颗空前强大的麒麟芯片——麒麟9000soc，麒麟9000采用业界最先进的5纳米工艺，集成了153亿晶体管，并且依然集成5g基带，集成度远超其他竞争产品，是目前全球工艺最复杂、综合性能最强悍的5gsoc。

麒麟9000soc终于全面碾压了当时的高通旗舰骁龙865，无论是cpu、npu还是GPU性能都远超骁龙865，其中基于G78架构的gpu让我们最为惊喜，gpu性能一直是高通骁龙的强项，华为则一直相对较弱，而这次的麒麟9000竟然直接堆满了24个G78核心，其性能不仅碾压高通骁龙865，甚至还能暴打高通4个多月以后发布的骁龙888，不得不说麒麟9000创造了国产手机芯片的历史，将是麒麟战胜骁龙的重要转折点，是芯片发展史上的一次里程碑。

然而，正当我们备受鼓舞而精神振奋之时，余承东的神色却暗淡下来，他用略显沙哑的声音沉痛地说“令人遗憾的是业界最强的麒麟9000芯片将成为绝唱，因为美国的禁令，9月15号以后麒麟9000芯片就无法继续生产了，这将是华为最后一款旗舰soc！”

闻讯以后顿觉十分可惜，但是在惋惜之余又十分怀疑，的确，芯片的代工生产对技术和生产设备的要求非常高，具有7纳米、5纳米生产工艺的代工企业只有台积电和三星，但是他们的生产线都用到了美国的技术和设备，根本无法绕过美国为华为代工，国内的芯片生产更是远远落后于国际先进水平，只能代工28纳米工艺以上的芯片，光刻机就是一个难以突破的巨大困难，余承东也在此前的演讲中表示，华为专注于芯片的设计，并没有参与到中投资的芯片制造环节，麒麟9000好像注定要成为华为高端芯片的绝唱，华为也只是一家民营企业，怎么可能面面俱到？

有些失望的同时内心又隐隐觉得华为不会这样认命，2020年11月17日华为将旗下非常成功的荣耀子品牌公司打包出售了，我恍然大悟，从中看到了华为烈士断腕的决心，华为的芯片之路一定会坚持走下去。

近日，有海外媒体爆料称，华为的下一代旗舰芯将是麒麟9010，并且采用3nm工艺，华为并没有停止对麒麟芯片的研发即使无法生产，华为依然坚持投入大量资金、人力进行芯片的设计，要知道3纳米的芯片每次流片都需要几亿元，整个研发费用堪称天价。

有国外网友跟帖，表示他十分看好麒麟芯片，不希望麒麟芯片就此停止，十分期待麒麟芯片继续更新。

光刻机是个巨大的难题，但是难不过“两弹一星”，也难不倒我国成千上万的科学家和技术人员，相信在华为和上海微电子的联手攻关下，我们一定可以研制出最先进的光刻机，构建完善的国产芯片供应链。

2022年，我们有理由期待麒麟9010王者归来！

中国目前光刻机处于怎样的水平？你知道吗？

前些年华为缺芯事件闹得沸沸扬扬。如今华为自主研发芯片让国人为之自豪，但是又有一个问题难道不可以自己制造芯片吗？我们要知道制造芯片需要使用光刻机。但是纵观全球芯片公司，有这个技术和设备的只有三星公司了。它既可以自主研发又可以制造芯片，基本上垄断了行业芯片。但是反观中国目前的光刻机仍不能达到制作高端芯片的要求，技术还很落后。

一、如今国内光刻机能达到多少纳米的工艺制作？

查询官网可以知道，如今最先进的光刻机是600系列，光刻机最高的制作工艺可以达到90纳米。但是相比于荷兰ASML公司旗下的EUV光刻机，最高可以达到5纳米的工艺制作。而且即将推出3纳米工艺制作的芯片。但是据相关信息透露，预计我国第一台28纳米工艺的国产沉浸式光刻机即将交付。尽管国产光刻机仍与ASML的EUV光刻机还有很大的距离，虽然起步晚，但是国人的不断努力，仍会弯道超车。

二、国内公司可以自主购买EUV光刻机来解决这一现状吗？

答案是否定的。要知道华为缺芯事件就是美国从中作梗，更不可能让国内公司轻易购买到高端光刻机来自主造芯。尽管ASML公司也是通过在全球各地采购相应精良的零部件来组成最终的光刻机，但是任何零部件都无法避开美国的核心技术，所以美国为了达到控制中国发展，不会让中国轻而易举买到光刻机。

要制作出一台精良的光刻机，要做很多的攻坚，不仅要达到美国光源、德国镜头的高层面，还有许许多多的精密仪器。中国光刻机任重道远！在这些精密仪器的背后，同样也需要更多的人才、研究技术、时间投入、技术的积累同样也需要大量的资金。相信中国也会克服这一困难，从此不再受他国制约。

整合国内顶尖制程，华为能否制备出3nm麒麟芯片，解析国产芯现状

华为作为国内智能手机行业的技术天花板和全球5G通讯龙头，其在海内外市场的广泛影响力招来了国外厂商的妒忌。为了限制我国半导体行业的发展，以美国为首的半导体垄断联盟开始打压国产半导体厂商。

但华为终归是华为，在美国垄断联盟的高强度打压下，华为依旧在2021年4月22日完成麒麟芯片的商标注册。彼时，有关华为3纳米麒麟芯片正在设计的消息传播开来。不知大伙是否想过这样一个问题，倘若不计成本，华为能否制备出3纳米麒麟芯片呢？

我是柏柏说科技，资深半导体科技爱好者。本期为大家带来的是：国内芯片代工制程的发展现状、若整合国内顶尖制程技术，华为3纳米麒麟芯片能否实现量产的分析。

芯片制程可分三大环节：逻辑芯片设计、芯片代工制造、芯片封装测试。为了便于大家理解，这里为大家逐个环节解析。首先是逻辑芯片设计，逻辑芯片设计需要经过很多环节，其中最重要的技术便是指令集架构。

在这里穿插一点，由于华为拥有ArmV8架构的永久使用权，在此推测麒麟9010有很大概率是基于ArmV8架构打造的。但Arm公司于2021年推出了新一代ArmV9架构，但因美国技术限制的影响，华为无法使用Arm公司最新推出的ArmV9架构。苹果A15以及骁龙895使用的是ArmV9架构。

回到国内，架构方面，我们拥有龙芯中科推出的具有自主知识产权的loong Arch架构，由于可以编译Linux操作系统，loong Arch架构可以用在手机芯片的设计当中。这给未来Loong Arch的推广以及国产指令集架构完成国产替代化埋下伏笔。

有关半导体芯片的封装测试，与我们在芯片代工领域被光刻机“卡脖子”的处境不同，我国在芯片封装测试环节中的技术比较可观。虽说与国外依旧存在一些距离，但可以满足半导体芯片封装技术的绝大部分要求。例如国内市占率第一，全球市占率13%的长电科技。

简单介绍完逻辑芯片设计与芯片封装测试，下面便是决定我国能否实现芯片自主化生产目标的关键因素“芯片代工环节”。芯片代工可分为晶圆制造、关键尺寸量测、晶圆曝光、刻蚀、清洗等环节。而在晶圆制造、刻蚀机、清洗、关键尺寸量测设备上，目前我国基本上能够实现自给自足的目标，最重要的便是光刻机。

换句话说，光刻机是制约我国半导体行业发展的关键因素。光刻机分为三大核心技术：双工件台、光刻光源、光刻镜头。双工件台我们有北京华卓精科，值得一提的是，华卓精科是继ASML之后，全球第二家掌握双工件台技术的中国厂商。上海微电子的28纳米浸入式光刻机，使用的双工件台系统便是华卓精科的。

光刻光源方面，清华大学破冰“稳态微聚束”光源，缩短了光源波长，助推我国未来半导体芯片制程的发展。长春光机所、上海光机所、哈工大团队着手EUV光源，成功破冰国外技术壁垒，推出了与ASML EUV光刻机同等效力的极紫外光源。

至于难度最高的光学镜头，中科院承接的超高能辐射光源、中科科仪旗下的中科科美推出的直线式劳埃透镜镀膜装置及纳米聚焦镜镀膜装置，为光镜头提供了一定的技术支持。但这只是解决了光学镜头的其中一个环节，有关镜头的镜面打磨和材料等问题，还没有得到解决。换句话说，镜头已经是国产半导体需要着重攻坚的项目。目前我们只是实现了光镜技术从零到一的突破。

倘若排除成本，华为的3纳米麒麟芯片可以通过什么方式实现生产呢？

激光雕刻与采用石墨烯、硫化铂材料的浸入式生产。我国对激光技术的应用可谓炉火纯青，曾经卡住美国半导体发展十五年的福晶科技旗下的KBBF晶体便是一个很好的例子。采用激光雕刻，可以满足3纳米及3纳米以下的芯片生产。但该类方式的生产效率很慢，时间成本、人力成本以及设备后续的维修费也很高。

其次是石墨烯晶圆与硫化铂材料制程的半导体芯片，由于其内置规格的优越性与极高的热传导性、导电性。同等制程下制成的石墨烯芯片、硫化铂芯片其性能是传统硅基芯片的5~10倍。倘若不计较后续材料、技术推进所需的设备、人才培养费，石墨烯与硫化铂材料可以满足华为3纳米芯片的生产。

目前我们在芯片代工领域中实现了许多从无到有的突破，芯片制造已经来到了28纳米的制程节点。有关14纳米制程，中国电子信息产业发展研究院电子信息研究所所长温晓君在接受采访时表示：我国将在2022年完成14纳米项目的攻坚，实现14纳米制程设备的交付。祝愿国产半导体厂商愈发强大，在半导体领域中早日掌握自主权。

对于我国的半导体行业发展现状，大伙有什么想说的呢？对于国产半导体行业的发展，你有什么好的意见或是建议呢？欢迎在下方留言、评论。我是柏柏说科技，资深半导体科技爱好者。关注我，带你了解更多资讯，学习更多知识。