芯片next

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 大家好,不知道大家最近有没有关注啊,就是咱们国家花了一个多亿美元,从荷兰的20万,我买了一台7纳米uv光刻机,但是美国从中作梗,咱们早就已经交了定金,但是到现在还没拿到,这已经不是美国第1次捣乱了,可以预见的是呢,也不会是最后一次,咱们国家在2019年光花在进口集成电路上的钱就是3055亿美元,看看我们国内的高端芯片的真实实力在哪?哪一个环节我们还有短板,能不能够迎头赶上?
制作
芯片的制作主要分两块,一个是设计一个是制作,一个公司如果两者都能做就非常强了,放眼望去,只有英特尔、三星、TI(德州仪器)等极少数几家企业,大部分芯片企业,专门从事芯片设计。例如华为、联发科技MediaTek、高通,而负责代工生产的,主要有TSMC(台积电)、格罗方德、联华电子等企业。但像华为的海思只拥有设计能力,海思公司的设计能力已经达到国际的顶尖水平了。就拿现在最火的5G终端芯片来说吧。全球有能力推出产品的,一共只有5家企业,其中有3家是中国的,分别是华为海思、联发科技MediaTek和紫光展锐。另外2家是高通和三星.
简单总结
所以说在某些领域,中国设计能力已经达到世界的顶级水平了,接下来我们就说到制造了,制造呢,世界上最强大的芯片代工厂是台积电,这个大家都知道啊,世界第一,在芯片代工领域的市场份额更是高达50%以上,华为的麒麟980处理器和苹果的A12处理器都是使用的台积电的7nm工艺制造而成,这里说一下,芯片纳米制程是什么呢?打个比方来说,指甲厚度大概是0.1mm,把指甲的侧面切成10万片,每一片的厚度就约等于1nm,大陆最好的芯片代工厂是中芯国际,中芯国际肯定是落后于台积电的,在量产这个层次上落后一代,中心国际19年下半年14纳米已经投入量产了,台积电三年前已经实现了14纳米的营收,现在台积电和三星已经开始接5纳米的订单了,中心国际还隔着12 10 7纳米,现在最新的3纳米芯片 也计划在2023年投产了,差距至少是四五年时间,下面咱们从工艺上一步一步的往下说,
晶元
 首先呢,芯片的全称叫大规模集成电路,顾名思义,就是把很多个复杂的电路全都集中在一块很小的“卡片”上。并且这些电路凑在一起可以实现一种或多种功能。比如计算和存贮数据就是芯片最主要的两个功能。那么如此复杂和精密的芯片又是怎样制作的呢?芯片的制作就像是中国的雕版印刷,先在一块模板上雕刻出想要的电路图案(这个模板叫做掩模)。然后再把掩模上的图案“印刷”到芯片的衬底上。衬底就像是白纸,掩模是雕刻好的模板,而印刷的“墨水”则是一些导体、半导体或是绝缘材料。
生产是一个点砂成金的过程,首先就是原材料晶圆,从沙子里边提出高精度的单晶硅,做成硅锭,然后这个规定进行切割,切割成一片一片硅晶片,由于其形状为圆形,故称为晶圆,这个工艺咱们国内是有的,而且是世界的先进水平,我们自己有晶圆厂,精元做出来之后呢,就要往上涂一层光刻胶,
光刻胶
当它一直在阴暗处时,很容易被溶解、冲刷掉;当它被光(紫外线)照射一段时间后,就会变得十分坚固,很难被溶解掉。利用光刻胶的这种性质就可以把掩模上的图案“印刷”在芯片上。这层胶目前是被日本垄断,日本的信越和美国的陶氏化学,这是属于垄断地位,我们国内的光刻胶呢,只能是从事一些中低端的集成电路。在高端芯片上,暂时空白没有,把这个光刻胶涂在硅片上的需要,一个仪器叫做涂胶显影机,这个机器啊,目前也是日本在垄断,咱们国内没有,把胶涂到硅片上之后很多朋友就知道就要进行光刻,光刻引出了一个大家都关心的机器叫光。光刻机,
光刻机
芯片制造的卡脖子环节是光刻机,一些装备由于其巨大的制造难度被冠以“工业皇冠上的明珠”的称号,最主流的说法是两大装备:航空发动机和光刻机,最先进的航空发动机目前的报价在千万美元量级,但是最先进的光刻机目前的报价已经过亿美金。很多朋友都认为是我们国内的最大短板说中国一定要攻克光刻机,特别是高端光刻机,光刻机这个产品呢是其人类物理学化学电学光学包括机械。以高科技水平的结晶。光刻机用极短的紫外线光来光科预先设计好的电路图案,这个光源目前是美国垄断,光源是美国的,光线呢要通过镜片,这个镜片,目前顶级光刻机采用的是德国的蔡司镜头,德国的蔡司镜头,搞摄影的朋友们都知道啊,世界上没有任何一个公司论光学镜片的加工能超过蔡司的,国内光刻机厂商主要为上海微电装备、中电科 48 所、中电科 45 研究所等。
上海微电装备的发展在国内最为领先,是我国唯一一家生产高端前道光刻机整机的公司,其目前可生产加工 90nm 工艺制程的光刻机,同时承担国家科技重大专项的 65nm 光刻机研制,代表国产光刻机最高水平。
世界上的高端科技,但与阿斯麦 7nm 工艺制程 EUV 光刻机相比,有着非常大的差距.只有荷兰的ASM l公司能够生产,并不是说荷兰的阿斯麦公司他的技术有多高,而是它集成了这个世界上所有的高科技于一身,高端光刻机啊,80%以上的零部件,都是从世界各地进口来的,荷兰只是把它组装一下而已,在光刻机这个话题上,我们需要客观的认清这个现实,如果说咱们能生产出顶级的光刻机,那就意味着我们在物理学电学。光学化学机械上都要达到世界的顶级水平,这样才能制造出来,并不是说政策支持,然后我投入巨额的现金,我就能把这个东西造出来,这个是不可能的,说这么多呢,也没有什么悲观的意思啊,只是请大家认清这个客观的现实,低端一点的光刻机我们是有这个实力制造的,咱们现在的光刻机制造水平啊,65纳米以上的我们都能自己制造,而且呢,只要不是太高端的光刻机,日本的佳能和尼康也是有能力制造的,顶级光刻机确实很难,我们接着说下一个工艺和步骤啊,经过光刻机曝光之后,光刻机上的反射镜来说,对这个反射镜的精度要求是以皮敏来计算,大家可能都没有听说过皮秒。就是一米的亿万分之一,我看s码的总裁曾经说过,如果反射镜的面积有德国这么大的话,那德国有多大呢?是吧?就三个半韩国怎么那么反射镜的精度要求就是最高的凸起不能超过一厘米,你看世界最顶尖的工业水平已经到了这个地步了,
蚀刻机
然后是蚀刻机就开始出动了,这个蚀刻机呢,用蚀刻液溶解掉暴露出来的晶元部分,剩下的光刻胶保护着不应该蚀刻的部分,蚀刻完成后,清除全部光刻胶,漏出一个个凹槽,这个凹槽是干什么用的?要往里边注入一定别的元素,硼,磷元素注入到凹槽里面之后呢,接下来填充铜以便和其他晶体管互联,涂上胶之后再进行晶元切片,封装测试之后就完成了一个流程第1个就是是蚀刻机,咱们中国制造水平是处于世界的先进水平的,我们还是有先进行业,咱们国内16纳米的蚀刻机已经投入量产了,7~10纳米的蚀刻机那也能造的出来,居于国际的先进水平,
离子注入
在硅晶圆不同的位置加入不容的杂质不容杂质根据浓度和位置的不同就组成了【场效应管】它叫做离子注入机,这个离子注入机,日本现在是处在垄断地位,没有哪个国家的水平比日本还要高,形成之后呢还要依靠离子注入机注入一些金银铜这些元素形成导线,把一个又一个的pn节连接起来形成电路,芯片制造成了之后呢,还需要切割,切割成一个一个单独的芯片,然后进行封装,这些呢都是处在芯片制作行业的末端,没有太高的技术含量,咱们国内的技术水平完全能够实现,做成一个又一个芯片之后呢,还要进行测试,测试的结果一定要和你设计成了之后,那个仿真软件的结果是一致的,才可以交工,这就是。整个芯片的制作过程,我们国内啊在芯片制造这个过程当中,所分析的啊,基本上咱们就只有在蚀刻机这个领域,还处在国际的领先水平,其他各个环节呢都有着短板,短板最大的就是高端的光刻机,接下来我们就来说一说咱们国内的高端性。有没有可能迎头赶上,怎样去追,这个高端芯片的发展到今天,其实已经前面的路越来越窄了,台积电现在在研发7纳米和5纳米的工艺,甚至在研发三纳米的工艺,三纳米,他的他他有多大呢?其实就是十几个原子或者几十个原子的。
今天的节目呢,主要是想和大家一起学习和探讨一下,咱们国内的高端芯片现在处于一个什么样的地位啊?一些具体的知识来源于网络啊,主观的分析来自于我自己啊,仅代表一家之言,很有可能有一些不恰当的地方,希望朋友们能够在评论区向我指出,大家共同学习提高,感谢大家收看我的。节目点赞,关注评论转发大刘不胜感谢我们下期节目再见,拜拜。

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