台积电3nm、2nm芯片接连被突破,中芯却花700亿产28nm芯片!
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由于美方对华为展开了严格的限制,导致台积电最终官宣了停止为华为代工芯片。大家都知道没有代工厂制造芯片对华为来说意味着什么,芯片用一片则少一片,始终会有用完的那一天。故而我国的芯片制造业也被广大网友所关注。
当时有部分网友认为,虽然我国的芯片制造行业相对更为落后,但是摩尔定律也已经接近极限。换句话说,想要突破更为精密的芯片制造技术会更加困难和缓慢,这也留给了我们追赶先进芯片制造工艺的时间。
全球新一轮的芯片竞争进入白热化。之前有人认为,5nm工艺已经是芯片的极限。
前几天,美科技巨头IBM宣布制造出了全球第一颗2nm工艺制程的半导体芯片,这也让全球半导体领域彻底“炸”开了锅。
要知道,目前全球能制造出7nm以下芯片的企业只有两个,分别是台积电和三星,但唯一的缺点就是产能不足,从高通、苹果5nm芯片紧缺就能看出。所以,各大芯片企业都在加大投资,不仅要提升芯片产能,而且要保证芯片的良品率。
5nm芯片制造工艺是目前顶级的芯片制造工艺,而这项技术目前全球仅有三星和台积电两大企业掌握。5nm制造工艺虽然已经在iPhone12和搭载骁龙888芯片上正式使用,但是芯片「漏电问题」仍然没有解决,这也导致了搭载5nm芯片的新款手机发热严重、续航能力差已经成为热点问题。与5nm技术相比,搭载7nm的iPhone11等机型续航就相对更加稳定,这也表明了7nm技术是现在最成熟的先进芯片制造工艺。
但是各大芯片巨头,为了保持自己的领先地位,仍然克服万难,向更高芯片制程进发。
据了解,台积电3nm芯片技术已经接近成熟,将在今年完成试产,2022年就可以量产。在2nm芯片方面,台积电也做好了功课,预计在2024年实现量产。
而三星也紧跟其后,投资1000亿美元,或在未来五年赶超台积电,实现芯片制造技术的领先地位。不难看出,先进的芯片制造技术至关重要,谁的技术越先进,就会拿下越多的订单。
然而事实却并非如此,芯片制造龙头企业台积电计划在2021年第四季度试产3nm制程芯片,2022年开始量产。而美国知名计算机企业IBM也在近日全球首发了2nm工艺芯片制造技术。先不论IBM所首发的2nm芯片制造技术是否是“存在于PPT上”的噱头产品,但是客观来说,全球范围内3nm、2nm芯片制造技术都在接连被突破。
目前在高端电子领域,使用最多的就是7nm芯片。虽然5nm的芯片已经可以量产,但几乎都是用在手机上,而且没有几个型号的手机,能够使用5nm芯片。
高端芯片生产工艺非常复杂,科学家可以设计出最顶级的芯片,但是芯片生产的设备和工艺,不一定能跟得上。
只要这些顶级芯片还没有生产出来,这三家企业就有吹牛的嫌疑。而吹牛的目的,也只有他们自己知道。
7nm芯片制造工艺虽然比5nm技术落后一点,但掌握这项技术的企业仍旧只有台积电和三星,就连曾经在电脑届称霸一时的英特尔也始终没能攻克,足可以看出7nm芯片即使是一道不可逾越的鸿沟。
芯片技术的不足造成了芯片产能的不足,全球的芯片生产主要依靠台积电和三星,这样的压力对于两大企业来说显然不小,这导致了高通的苹果等企业的5nm芯片出现了紧缺的情况,如果没有意外,今年发布的iPhone13仍旧会因为芯片供应不足,造成断货的情况。
掌握了先进的生产技术就意味着可以拿到更多的芯片生产订单,这也让不少半导体企业加快了对芯片研发生产行业的投资,其中三星投资1000亿美元,计划在2025年实现全球芯片技术的领先地位;而台积电加快了芯片研发的进程,向更高精度的芯片生产技术迈进,如今台积电已经攻克了3nm芯片制造工艺,预计在2021年第四季度开始试产,这也预示着台积电再次领先全球。
那么国内芯片制造业又有什么动向呢?在大陆范围内芯片制造技术比较领先的就是中芯国际,而中芯国际在前段时间宣布了将斥资500亿人民币在北京建设28nm芯片生产线,随后又宣布投资200亿在深圳建设28nm生产线。
众所周知,经历过华为事件之后,芯片就成了全球争议的话题,而芯片制造也变成了当下最热门的技术,但先进的芯片制造技术却掌握在极少数几家企业的手中。
众所周知,中国在芯片领域一直处于弱势地位,在每年的进口名单中,芯片进口总额一直位列第一,占进口总额的近一半,我国对于芯片的需求十分旺盛,高精度芯片仅占很少一部分,低精度芯片仍旧是消费主力,其中28nm芯片的需求量最大,被称为「芯片制造的黄金线」。
原因是5nm、7nm高端芯片更多应运用于手机等智能设备上,其工艺复杂,造价成本较高;而28nm——55nm芯片目前需求量远远大于5nm、7nm芯片,广泛应用于车机、智能电视、智慧屏、物联网等等各类设备中。目前全球车企车辆产量下滑的主要原因便是55nm制程芯片严重缺乏。
28nm芯片的精度虽然不是很高,但是却被广泛应用于车机、智能电视和各种物联网设备中,28nm芯片的虽然造价并不是很高,生产工艺也并不太复杂,这也让国内企业下定了自己研发生产的决心。
中国工程院院士吴汉明对此直言:目前83%以上的芯片产能都集中在10nm以上的工艺节点,在这样的基础上,我们更要关注成熟制程的先进封装。所以,对于国内的芯片制造企业来说,彻底掌握28nm等成熟工艺,或许比一味追求更先进工艺制程更有意义。
在全球半导体领域,摩尔定律已经接近物理极限。芯片的制程进度一直备受关注。号称全球晶圆代工巨头的台积电在2010年就已经突破了28nm芯片,这几年更是一路扶摇直上,直接跨过中间多个制程工艺的更迭,如今已经能够实现5nm芯片的量产。紧随台积电其后的是韩国的三星,同样已经可以量产5nm芯片。
当然,这两大巨头并不满足于此,近年来分别向更先进的制程进发,比如台积电,现已实现3nm芯片的制程,预计在明年下半年实现量产。
3nm制程的到来,也将会把半导体技术的发展带进一个极限,不少专家认为3nm将会打破摩尔定律,限制接下来芯片技术的发展。然而事物的发展总是超乎想象。在台积电宣布很快实现3nm芯片量产的当下,美帝科技巨头IBM横空出世,带来了更先进的芯片研制工艺,对外发布了全球首款2nm芯片,IBM发布的2nm芯片制造技术,尽管还没有进行量产,但技术水平显然已经走到世界前列。