华为半导体开启“塔山计划”
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华为在内部开启塔山计划,根据消息,华为已经开始与相关企业合作,准备建设一条完全没有美国技术的45nm的芯片生产线,预计年内建成,同时还在探索合作建立28nm的自主技术芯片生产线。
一旦台积电向我们断供,中国大陆芯片的真实现状就是,落后西方5-10年,甚至更多。这也是华为“塔山计划”迅速开启的原因。芯片生产大致分芯片设计、芯片制造、芯片封测三大环节。我国在芯片封测领域的技术水平相对于其他两个环节来说较为领先。
芯片设计:芯片设计的工具,用的是国外的EDA软件,就连中国最好的芯片设计公司华为海思,也只是刚刚开始“去美国化”。
芯片制造:全球最大最好的芯片制造厂商,就是台积电。台积电现在已经实现5纳米工艺制式的量产,而大陆最好的芯片制造公司中芯国际,刚刚完成14纳米的量产。
而制造最先进制程芯片使用的光刻机,都得从荷兰ASML公司进口。但现在也买不到了,因为美国不让。大陆最好的光刻机生产厂商是上海微电子,现在生产的是90纳米的光刻机。
中芯国际为代表的中国芯片代工制造现在已经处于事实上的被制裁状态,由于得不到EUV光刻机,它的技术上限已经被美国封锁,预计2-3年内到达技术上限,美国已经给我们设置了天花板,也就是说,如果我们搞不定国产半导体装备,那么中国制造将会停留在7nm的天花板。
芯片封测:封装测试属于芯片产业链末端,相比光刻、蚀刻等工艺对技术要求没那么高。高端市场方面,尽管美国、德国、日本企业占据了较大比例,但我国大陆和台湾不少芯片封测公司在规模、速度和工艺标准上也丝毫不逊色。
芯片的发展除了人才,核心材料也是制约国内芯片企业发展的重要因素,我们一起来看看影响芯片发展的核心材料目前在国内的发展现状:
1.单晶硅:晶圆和硅片的核心材料
单晶硅是制作芯片的重要材料,制作难度在于纯度要求高。目前高纯度单晶硅产量较领先的企业都集中在日本,我国作为后起之秀,近年来也开始具备生产高纯度晶圆的能力,不仅实现了对内供给,如今更是出口半导体强国韩国。
2.CMP抛光材料:晶圆CMP工艺的关键耗材
抛光材料的技术具有一定的行业壁垒,主要受技术要求、资金成本和认证体系影响,目前在这一领域我国专利技术积累不高,主要还是依赖向美日韩进口。
3.光掩膜版:芯片制程的核心瓶颈
光掩膜版是光刻设备的关键器件,也是限制芯片工艺最小线宽的核心瓶颈,技术门槛较高。目前世界上已可以量产7纳米制程的芯片,更小制程的研发也即将上流水线,这对光掩膜版的要求将进一步提高。
在光刻机生产方面,荷兰ASML公司一家独大,而能生产优质光掩膜版的企业,目前也是以台积电、韩国三星、美国英特尔等半导体巨头为主。
4.光刻胶:芯片光刻的重要材料
当今世界光刻胶市场,主流以光刻波长为248nm的KrF和193nm的ArF为主,这一系列的光刻胶技术大多被日本和美国垄断,我国光刻胶近年来也掌握了436nm和365nm光刻波长的技术,逐步从低端向高端发展。
5.湿电子化学品:蚀刻和清洗的重要耗材
我国的蚀刻技术基本与世界持平,虽然目前湿电子化学品市场依旧主要被欧美日韩等地区企业瓜分,但他们已无法对我们形成垄断,甚至有被我们取代的趋势。
6.电子气体:芯片制造的血液
电子特种气体行业集中度高,我国已有不少新兴企业拥有生产资质,尽管在国际市场方面依旧被一些传统半导体地区垄断,但目前我国企业已形成有力的挑战。
7.溅射靶材:掺杂和镀膜的主要材料
高纯度溅射靶材的制造有一定的技术门槛,对制造设备的投资金额要求也相对较高,早年间这一领域被美日垄断,但近年来随着国产技术的成熟,这一领域市场规模增速高于全球增速,正逐渐占领世界市场。
8.晶圆封装材料:先进封装工艺的耗材
传统芯片封装工艺是先切割晶圆,后封装芯片,这会增加约20%的原芯片体积,晶圆级芯片规模封装技术是先封装测试后切割成芯片,这一方法不仅可以减少封装体积,也可以提升芯片稳定性,这对晶元封装材料,如陶瓷基板、封装基板、引线框架等要求更高。