國產(chǎn)芯片自主研發(fā)面臨怎樣的挑戰(zhàn)?
發(fā)布時間:2020-06-03 14:16:26 瀏覽:2459
說起芯片,最近最熱門的話題應(yīng)該就是美國實施禁令阻止華為芯片批量生產(chǎn)的事件了,或許有人會疑問,為什么美國頒布禁令就能壓倒中國芯片發(fā)展?其實,無論哪個國家,芯片從0到1的制作過程都不會是自己獨立完成的,芯片的制作流程分為技術(shù)設(shè)備、原材料、IC設(shè)計、晶圓代工、封裝測試等,每個流程都有專屬的技術(shù)門檻。
技術(shù)設(shè)備
芯片制造設(shè)備擁有很多工序,可分成晶圓制造、封裝測試等流程。晶圓制造設(shè)備又分成刻蝕機、光刻機、薄膜沉機械設(shè)備、CMP機械設(shè)備、檢測儀器等。在這當(dāng)中,光刻機機械設(shè)備在芯片制造中是技術(shù)難度最高的機械設(shè)備之一,。荷蘭ASML公司就是完全壟斷市場芯片行業(yè)市場的高端制造機械設(shè)備。
現(xiàn)如今,國產(chǎn)光刻機生產(chǎn)制造芯片能力在90-60nm之間,而ASML公司的最高芯片制造在5nm之間,技術(shù)應(yīng)用相差甚遠。這也是現(xiàn)在中國芯片生產(chǎn)制造發(fā)展的主要難點,中國要想發(fā)展更高精密的芯片,ASML公司就是中國唯一可替代的公司。但是,ASML公司的EUV光刻技術(shù)中紫外光設(shè)備技術(shù)是應(yīng)用美國技術(shù)實現(xiàn)制造,因此高端光刻機便是美國壓制中國芯片發(fā)展的絆腳石。
原材料
芯片制造需用的原材料有很多,其中主要包括硅單晶、電子氣體、砷化鎵、工藝化學(xué)試劑、光刻膠、光刻膠、除膠劑、CMP、掩模板等原材料。其中硅單晶是芯片制造過程中最重要的原材料。納米級別的芯片制造,對硅單晶的純凈度和平整度要求都是非常高的,因此生產(chǎn)制造硅單晶并不容易。現(xiàn)如今,硅單晶原材料被美國、日本完全壟斷市場。
IC設(shè)計
IC設(shè)計包括芯片設(shè)計圖紙和IC制圖軟件EDA。產(chǎn)品設(shè)計師按照芯片需求,用設(shè)計軟件設(shè)計出具有一定功能性的芯片,使用制造的設(shè)計圖紙生產(chǎn)芯片。
EDA軟件是芯片設(shè)計制造過程中的關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用,是芯片設(shè)計中最上游、最高端的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。美國Synopsys公司和Cadence公司、德國MentorGraphics公司,EDA產(chǎn)業(yè)占領(lǐng)著國內(nèi)大約90%的市場規(guī)模。同時在全世界EDA發(fā)展幾乎也被這三家芯片設(shè)計公司壟斷市場。現(xiàn)如今,我國的EDA設(shè)計軟件相對落后,這也變成被美國牽制的一個關(guān)鍵點。
晶圓代工
臺積電和三星是芯片晶圓代工的領(lǐng)導(dǎo)者,其中臺積電晶圓代工占領(lǐng)全世界50%的市場規(guī)模。現(xiàn)如今,臺積電7nm芯片生產(chǎn)制造過程已變成主力軍,5nm芯片生產(chǎn)制造也實現(xiàn)了批量生產(chǎn)。國內(nèi)的中芯國際與臺積電有著1至2代的差距,現(xiàn)如今中芯國際最高批量生產(chǎn)生產(chǎn)制造過程是14nm。因此高端的芯片制造也變成了美國壓制中國的火力點。
封裝測試
封裝測試是芯片制造過程的之后一個步驟,關(guān)鍵技術(shù)相對簡單。封裝和測試是兩道工藝流程,封裝是把芯片包裝起來,空出外部接觸的鬢腳;測試則是檢驗芯片的性能是否滿足設(shè)計需求。這一步驟基本可以單獨實現(xiàn)。芯片制造的過程不僅產(chǎn)業(yè)鏈長、技術(shù)復(fù)雜,而且工業(yè)制造要求高。目前,沒有一個國家能獨立完成。全球化經(jīng)濟可以各司其職,實現(xiàn)利益最大化。但出現(xiàn)分歧后,卻成為限制企業(yè)發(fā)展的絆腳石,但壓力也是動力,更能激發(fā)我國早日實現(xiàn)獨立自主、自力更生的目標。
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