中科大研究员评价中国芯片:芯片发展没有弯道超车,那是歪门邪道

谈数码过千里 2025-01-13 15:58:33
前沿导读

中国科学技术大学副研究员袁岚峰在访谈中表示,芯片我们目前是找不到任何能代替的技术,所以在这个领域也就不存在弯道超车的说法。我们只能说弯道超车这个现象确实有,但不是任何领域都可以。

芯片是信息技术的基础,无论什么时候,都需要用到这个基础,千万不能碰到一些困难,第一时间就想着弯道超车,这不是一个健康的想法。

不过我们现在属于后发制人的情况,我们的后发优势还是很明显的。海外企业已经搞出来了3nm芯片,已经把整体的技术路线制定了出来,现在我们只需要将这个技术路线走通就可以了。

如果你不打算走这条主流的发展道路,非要想着弯道超车,这个想法就歪了。老老实实走正道,肯定可以走通,但是这个时间就不知道需要多长了,这取决于我们对于相关技术的重视程度。这都是建立在踏踏实实努力上面的结论,千万不能把芯片行业的技术突破放在弯道超车上面,这是虚无缥缈的东西。

芯片产业的发展

袁岚峰研究员还举了一个弯道超车的典型例子,很早之前的通讯方式,采用的是有线通讯,需要依靠线路对信号进行传输。但是在后来的发展当中,出现了无线通讯技术,无线通讯技术的产出,彻底终结了以往有线通讯的主流信息传递模式,无线通讯实现了对有线通讯领域的弯道超车。

有线通讯跟无线通讯本质在上存在差异,将实体的线路数据转变为信号数据,这是一种属于产业性质的变革。

而芯片产业非常特殊,芯片的基础是晶体管,晶体管的基础是硅片材料。从肖克利发明锗晶体管开始,芯片产业就已经定下了行业标准。后来基尔比和诺伊斯通过串联技术,将多个晶体管和电阻电容整合到一起,实现了集成电路的运行。

再往后的发展,就是用硅材料替换掉了锗材料。一直到现在为止,以硅材料为基础的晶体管芯片,是整个行业内的唯一商业方案。

如果打算弯道超车,只能从头开发一种全新的材料模式。

芯片产业发展到现在已经有几十年的历史了,在这几十年当中,全球的相关企业已经建立起来了一套非常成熟完善的产业链,并且相关的产业链已经通过了市场的认证,可以通过消费市场进行盈利,实现企业发展的正循环。

所以说,弯道超车这种概念,对于芯片产业来说是不可取的,最起码在核心的产业链上面,弯道超车不存在。最大限度也就只是存在于实验室里面进行尝试,无法发展消费市场。

目前国产芯片已经在制造上面有了起色,但是在绝对的性能上面距离主流水平差距较大,核心的问题依然还是出在了制造设备上面。

国内能拿到的最好设备,也就是之前从ASML采购的1980i光刻机,以及中微半导体供应的国产刻蚀机。

中微的刻蚀机设备水平很高,已经被台积电采购过去投入先进芯片的制造了。

但是国内的光刻机设备,短板还是很明显的。

1980i相当于是老一代的浸润式DUV设备,制造成熟芯片没有问题,但是制造先进节点的芯片,需要用到多重图案和自对准双重图案化技术,不但制造成本高,而且良品率较低,初期的产品在能耗上面也不理想。

而我国在去年发布的国产氟化氩光刻机,还只是干式技术的设备,分辨率65nm,这个水平远远比不了1980i,在物理层面就实现不了先进芯片的制造。

目前来说,给国内的消费电子厂商供应的先进芯片,都是采用了之前从ASML采购的光刻机制造的。通过大量资源的投入去试错,然后解决良品率和产能的问题,这就是中国发展先进芯片技术的唯一路线。

弯道超车的代价

英特尔曾经用DUV设备,通过自对准四重图案化技术来缩短其10nm芯片的金属间距,以此来实现量产更强性能芯片的目的。

但是这种技术所制造出来的芯片良品率很低,达不到消费市场巨额数量的要求,而且制造成本较高,未来的发展空间窄,与EUV技术相比劣势极大,所以英特尔在后来的发展中,也放弃了这种技术路线,转向了EUV设备。

包括三星之前的GAA技术,也是一样的。

三星当初是打算在没有最先进的EUV光刻机之前,通过现有的EUV设备,最先量产GAA晶体管技术,抢夺台积电制造先进芯片的市场份额。

GAA与Fin FET技术相比,其内部的栅极拥有更好的电流控制设计,栅极四面包裹电流沟道,可以有效的在缩短间距的基础上,实现更加精密的电流控制,提升性能,降低功耗。

但是GAA技术最大的问题就是良品率和产能受限,就算制造出来了一批GAA结构的先进芯片,由于产能的影响,也无法准时的交付给厂商。

台积电因为GAA技术的产能原因,在最新3nm的芯片订单当中,依然还是选择了采用Fin FET晶体管技术进行制造,并没有选择直接用GAA。

三星的GAA芯片也是在后来被爆出存在良品率极低的情况,而且整体的功耗控制不理想,完全不能交付给市场。

在ASML没有交付给台积电和三星最先进的光刻机之前,这两个企业均没有在GAA技术上面实现量产。只能说老设备可以用新技术制造芯片,但是制造出来的产品到底怎么样,能不能用,就是另一回事了。

以上两个例子,形象的说明了相关企业在芯片产业想弯道超车所付出的代价。不但浪费了投入的大量资金和时间,而且还没有实现技术突破,最终还是回归到了主流的发展道路当中。

而国产芯片技术一直都在稳步的发展当中,拿不到先进设备,就用老设备搭配新曝光技术去实现先进芯片的制造。制造出来的产品良品率低,那么就解决良品率的问题,对供应的制造材料进行调整。在保证了良品率和产能的前提下,再想办法去提晶体管的堆叠密度,一步步去优化性能和能耗的平衡。

2 阅读:17
评论列表

谈数码过千里

简介:感谢大家的关注