美企為光刻機提供核心設備,另辟蹊徑或將引領頂尖芯片的研發潮流,國產芯片的發展卻還困難重重。
對芯片制造有所了解的朋友都會知道,工藝越頂尖,研發難度越大,對光刻機設備的要求也越高。然而如今美國企業將光刻機設備撇到一邊,率先研發出了一種研發3nm工藝的核心設備,這種設備究竟能否幫助芯片工藝得到提升呢?
美企率先突破3納米技術關鍵零件
要知道美國企業向來都在芯片設計領域一家獨大,諸如高通、蘋果等企業都是芯片行業巨頭。
目前美國企業已經意識到了在芯片制造領域的短板,先是邀請臺積電來美國本土建廠,如今又在沒有光刻機設備的情況下率先研制出了一款能突破頂尖工藝的設備,可見美國企業的科技工藝實力非常強大。
一直以來國際上生產芯片都離不開光刻設備,但面對頂尖的3nm工藝遲遲沒有最好的解決方案。美國企業突然研制出的這類產品,竟能幫助光刻機突破研發瓶頸,這家企業究竟有何實力呢?
應用材料是世界上生產半導體設備的龍頭企業,雖然光刻機巨頭阿斯麥掌控著光刻機市場,但是其他產品的生產規模跟應用材料還有一些差距,不過這一差距在今年有希望得到追平。
盡管應用材料公司不是光刻機生產商,但是其生產的半導體設備都是行業內的重點研發工具,至于三星、英特爾,甚至是臺積電等行業巨頭都需要采購應用材料的設備。
要知道隨著芯片工藝的提升,晶體管的面積越來越小,這讓其排列具有了超高的難度。同時工藝的不斷縮小,也意味著電源阻力會擴大,漲幅能夠達到10倍,這就會導致芯片的功耗大幅上升,產品工藝提升的意義也就徹底消失了。
此次研發出的產品能夠在真空環境中作業,將PVD等七類制芯核心工藝融合在了一起,集中在同一個操作系統中,不僅將操作流程大大縮短,還將電源阻力削減了一半,讓芯片的質量和性能得到了大幅度提高。
國內企業面臨三大難題
眼看國外企業在半導體行業內得到了各種進步,我們也是心急如焚,可眼下橫在國內半導體企業面前的極大難題遲遲沒有解決。
其中最突出的問題就是芯片制造的材料,傳統芯片的制造材料都是硅基,作為地下儲備第二的元素,硅元素從沙子中提取處理后就成了制造芯片的核心材料。
然而看似容易,其提取難度卻高的嚇人,純度竟要高達99.99%,也就是說不能包含任何雜質。
舉例來說,8英寸的硅基芯片上,不能存在兩顆灰塵,這對國內的提取工藝提出了較高的要求。
不僅是芯片材料的提取難度高,國內的工業設計軟件發展水平也不高,不管是手機還是電腦,甚至是車載芯片,都離不開工業軟件的規劃研制。
因此只有光刻機和光刻材料是行不通的,必須要有一個規劃芯片性能的軟件做輔助。
EDA這類軟件就是最佳的選擇,其利用電子計算機技術進行智能化設計,讓同樣的芯片擁有不同的功能作用。
而在這類軟件的領域國內長期受到美企和德國企業的壟斷,其壟斷份額一度高達90%。為此國內華大九天等采用了國產工業系統,為EDA軟件的設計提供了不少的可行方案,但是跟國際水平相比還是有所差距。
最后就是光刻技術了,國內對光刻機的掌握僅限于7nm及以上的工藝,對于頂尖光刻工藝的了解幾乎是一片空白,這跟美國企業打壓中國半導體行業有著極大的關系。
眼下中國遲遲買不到荷蘭的光刻機,自身研發的光刻機產品又難以達到國際水平,因此未來的發展依舊困難重重。
結語
希望國內通過近幾年芯片產能的擴充,實現國產芯片水平的提高,并通過人才技術的積累,將這幾大難題徹底解決,讓國產半導體行業取得新的突破。