文 | C君科讯 排版 | C君科讯
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对于EUV光刻机,在过去的3年时间里,其热度一直居高不下,根本原因在于,当硅基芯片的材料基础没有被替换的情况之下,按照摩尔定律的指导来看,芯片技术的发展只能依靠不断提升的芯片代工工艺,而EUV光刻机是提升芯片制造工艺过程中无法逾越的通道,至少如今还是这样。
这也是为什么,全球顶级的芯片代工厂往往都和ASML公司进行了深度捆绑,例如台积电、三星电子和英特尔不光是ASML公司的大客户更是ASML公司的大股东。
不过,由于2019年之后,美国芯片规则的改变,让我国芯片代工企业很难获取到ASML公司生产的EUV光刻机,所以在高端芯片的制造方面,我们一直留有遗憾。
也因为这个原因,所以从2020年开始,我国开始全方位布局芯片制造产业链,其中EUV光刻机的突破更是被提到了最高优先级上,而在努力发展EUV光刻机国产化技术的同时,其实新的解决方案也在逐步成熟。
例如,目前日本芯片设备制造企业正在推广布局的纳米压印技术就是一个很好的替代EUV光刻机的解决方案,从目前日本相关研究机构公布的数据显示,实验室阶段纳米压印技术达到的精度可以达到5nm,如果该技术进入商业化阶段的话,无疑会对EUV光刻机造成巨大冲击。
除此之外,最近几年伴随着台积电、三星电子等企业把芯片的精度往1nm方向推动后,摩尔定律似乎也是达到了极限,如果继续下探,那无疑是会发生量子隧穿,这将严重影响芯片的正式发展。
但是,在这种情况之下,众多的芯片企业开始往新的方向探索,其中主要方面有两个,其一就是改变芯片材料,将芯片从硅基变成碳基,因为碳基芯片可以在一定精度内避免量子隧穿效应的发生,但是,由于过去的数十年里,芯片事业都是基于硅材料进行发展布局的,所以想要改换赛道,难度不可谓不大。
在这个时候,第二个方向的可行性无疑就要大很多,那就是改变封装模式,实现3D封装,相较于之前的平面封装,最大的区别就在于,在有限的空间内,通过纵向等方式,从而引入更多的晶体管,达到提升芯片性能的目的,并且根据12月5日英特尔公布的数据显示,其已经可以实现在3D封装的基础上,将密度再提升10被,而2030的目标是打造出万亿晶体管芯片。
从这个数据来看,无疑是给未来芯片事业的继续发展找到了新的方向,毕竟目前最先进的芯片晶体管数量也是维持在百亿级别,距离万亿级别还是有很大的发展空间的。
基于此,似乎也是给我们指明了方向,在现在的情况之下,我们想要实现国产高性能芯片的制造,可以把目标投入到3D封装技术领域,因为3D封装技术可以在有限空间内提供更多的晶体管数量,这样就可以解决芯片性能的问题,也就是说哪怕我们用28nm工艺制造芯片,也是可以制造出性能比肩7nm工艺制造的芯片的。
在这样的情况下,EUV光刻机似乎就不是必须产品了,DUV光刻机似乎也是够用的,不得不说,英特尔的这个数据让我们看到中国芯片突围的机会出现了。
同时,目前我们在3D封装领域处于国际同步水平,处于全球第一梯队,因为在今年的3月份我们已经研发出了首颗3D封装芯片,其可以容纳600亿根晶体管,采用的是台积电的7nm芯片代工工艺。
这也就是说,3D芯片封装对于我国目前高端芯片事业的发展是具有可行性的,同时EUV光刻机的国产化也可以同步推进,在双管齐下的发展下,相信10年之内我国芯片事业的发展绝对会有一个质的飞跃。
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