中国芯片制造工艺取得进展可望在更先进工艺

2019年05月15日 来源:

自2014年以来中国对芯片产业高度重视,中国的芯片设计企业如雨后春笋般涌现,不过在芯片制造工艺上中国进展缓慢,中国最大的芯片制造企业中芯国际一直努力研发先进的制程工艺,不过其在28nm工艺上遭遇了困难,量产时间被一再延迟,直到去年业内知名的台积电前研发处长加入,中芯国际的28nmHKMG工艺良率快速提升,再到如今的14nmFinFET工艺取得突破,中国在芯片制造工艺上开始缩短与台积电和三星的差距。

中芯国际研发先进工艺遇到困难

中芯国际的28nm工艺早在2015年就开始投产,并在2016年获得了高通骁龙425芯片的定单,不过当时的28nm为Poly/SiON规格,中芯国际的28nmPoly/SiON成功投产意义重大,代表着它在先进工艺制程上的又一个重大进展,不过中芯国际随后在研发先进工艺上遭受了困难。

中芯国际的28nmPoly/SiON是相对落后的工艺,要取得更高的能效需要研发更先进的28nmHKMG工艺,然而其在研发该工艺上遭受了难题,据称直到去年其一直都为提升28nmHKMG的良率而努力。

在研发28nmHKMG面临困难的时候,台积电和三星已前后演进至14nmFinFET、10nm工艺,其中台积电更在中国大陆的南京设立芯片制造厂预计在今年开始投产16nmFinFET,希望就近为中国芯片企业提供服务赢得大陆客户的定单,这给中芯国际带来了巨大的压力。

为此中芯国际决定研发更先进的14nmFinFET工艺,然而此时的它还在为提升28nmHKMG的良率而投入大量资源,研发14nmFinFET工艺的困难更大,中芯国际在先进工艺制程研发上出现止步不前的局面,14nmFinFET工艺本预计在今年投产,然而业界担心它会不会如28nmHKMG一样一再延迟。

梁孟松加入为中芯国际研发先进工艺提速

2017年10月中芯国际宣布任命赵海军、梁孟松博士为中芯国际联合首席执行官兼履行董事,这为中芯国际研发先进工艺制程送来了东风。

梁孟松是台积电前研发处长,是台积电FinFET工艺的技术负责人,而FinFET工艺是芯片制造工艺从28nm往20nm工艺以下演进的关键,2014年台积电研发出16nm工艺之后因制程能效甚至不如20nm工艺致使仅有华为海思等有限的两个客户采用,直到2015年引入FinFET工艺发展成为16nmFinFET工艺才取得了包括苹果A9处理器等芯片的订单,广受芯片企业的认可,可见FinFET工艺的重要性。

2008年梁孟松因台积电的人事调剂离开台积电,据称此后他为三星研发先进工艺制程提供指点,2011年中其正式加入三星,担任研发部总经理,也是三星晶圆代工的执行副总,在他的决策之下跳过了20nm工艺直接研发更先进的14nmFinFET工艺,并在2015年初投产14nmFinFET工艺一举超过台积电,随后三星在10nm工艺再次取得对台积电的领先优势,由此可以证明梁孟松在工艺制程上所拥有的强大技术研发能力。

梁孟松加入中芯国际之后,中芯国际在今年初基本解决了28nmHKMG的良率问题,如今中芯国际宣布14nmFinFET工艺也取得了进展,凸显出梁孟松的加入对于中芯国际研发先进工艺上的重要作用。

中芯国际在先进工艺制程上可望加快追逐海外企业的速度

从梁孟松帮助三星发展14nmFinFET、10nm工艺上可以看出他确实在芯片工艺制程上所具有的丰富经验和技术研发能力,中芯国际在成功投产14nmFinFET工艺后预计其10nm工艺也将很快取得进展。

当前全球前五大芯片代工厂当中,第二名的格罗德德宣布放弃研发先进的7nm工艺,当前其最先进的工艺为12nm(这是14nmFinFET的改进版);第三大芯片代工厂联电也宣布停止12nm工艺及更先进工艺制程的研发,这两大芯片企业均将提升企业利润作为首要任务。

在这样的情况下,作为第五大芯片代工厂的中芯国际如果能成功研发10nm工艺制程将成为工艺制程技术排名第三的芯片代工厂,其与台积电和三星的芯片工艺制程的差距将大幅度缩短。

研发先进工艺制程对中国有重要意义,中国是全球最大芯片市场,近几年中国的芯片设计技术正在快速缩短与海外芯片企业的差距,华为海思研发的芯片在技术上已接近芯片老大高通。惟有芯片制造工艺与海外芯片企业的差距较大,中国台湾的台积电虽然在南京设立了芯片代工厂,不过在台湾当局的要求下它并不会将最先进的工艺引入南京工厂,这拖累了中国芯片企业的发展。

如果中芯国际在芯片制造工艺上缩短与台积电和三星的差距这将有助于加速中国大陆芯片产业的发展,毕竟芯片设计企业将芯片拿去台湾流片然后再进行调整实在太耗费时间和资金。中国繁华的芯片产业也有助于中芯国际获得更多的收入,支持它研发更先进的制造工艺,最终构成一种良性循环,从这个方面来讲中芯国际的先进工艺制程取得突破对中国芯片产业和它本身都有重要的意义。

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