提升芯片工艺的方式有很多种,要么靠芯片制造商提高纳米工艺制程,要么让半导体设备制造商加强设备研发。在基于传统的路径上继续努力,打破技术极限。
可是半导体行业到了4nm及以下的层次,再往前难度会越大,成本也会持续攀升。
然而一则消息显示,日本光刻机巨头打算制造3D封装光刻机,用堆叠的方式提高芯片性能。这是怎样的光刻机项目呢?芯片堆叠被屡屡验证,ASML优势会被打破吗?
日本光刻机巨头开始行动,瞄准3D封装光刻机自从芯片制造逐渐面临摩尔定律的极限之后,想要在传统的路径取得跨时代突破变得十分困难。
所以一些行业巨头纷纷开始探索未来出路,而综合来看,从芯片封装入手是最有效也是最简单的方式。芯片封装可以通过不同的封装技术,来调整芯片与设备之间的版线连接,带来更好的性能发挥。
随着封装工艺的不断发展,芯片堆叠成为了一大方向。苹果公司研发的M1 Ultra芯片就是采用芯片堆叠的方式进行生产,运用2.5D技术在同一平面上展开,最终实现两颗芯片当成一颗用,效果翻倍。
不只是平面的2.5D,3D封装技术也开始提升发展日程。为了更好的实现芯片堆叠,助力行业突破到更高的3D封装技术,日本光刻机巨头佳能公司开始行动,瞄准3D封装光刻机全力以赴。
根据《日经中文网》消息显示,佳能正在开发半导体3D技术的光刻机,通过堆叠多个芯片提高半导体性能。这款光刻机产品项目预计在2023年上半年上市。
日本佳能公司是著名的光刻机巨头,和尼康一样都是具备老牌资历的光刻机厂商。ASML没有崛起之前,都得叫他们一声老大哥。
如果不是ASML获得EUV联盟的扶持,以及林本坚的技术理念,ASML很难走到今天,估计还是佳能,尼康并称双雄。即便这两大光刻机巨头落后于ASML,却也依然具备强劲的光刻机研发实力。
此次佳能从封装工艺出发,研发的光刻机项目主要是用于3D芯片堆叠,一旦研制生产成功,可以使多层芯片之间以电气的方式进行连接。并且区别于平面展开,实现更有效节约面积的3D立体堆叠。
芯片封装已经成为了摩尔定律极限之下的一个探究方向,而且从各种实际验证来看,这个方向是可行的。并且在普通封装工艺的基础上,进一步发展3D封装,从而延伸出芯片堆叠这个理念。
芯片堆叠被屡屡验证,ASML优势会被打破吗?芯片堆叠简单概括可以理解为搭积木,当两块积木搭建在一起的时候,整体的质量,密度等等都会增加。而芯片也是一样的原理,只不过增加的是性能。
除了佳能传出要研发3D封装光刻机用于芯片堆叠之外,此前苹果公司的M1 Ultra也向外界展示芯片堆叠带来的实际效果。
不仅如此,华为在4月5日还公布了“一种芯片堆叠封装及终端设备”专利,这是华为少数公开的芯片堆叠专利技术,也为芯片堆叠这一理念增添了更多的事实验证。
既然芯片堆叠被屡屡验证,ASML的优势会被打破吗?要知道ASML生产的EUV光刻机是偏向于传统的工艺,以单纯的研制新一代EUV光刻机来实现更高端芯片生产。
比如ASML下一代NA EUV光刻机打算采用高数值孔径系统,通过和蔡司合作,完成下一代版本的EUV光刻机生产。但由于生产,研制难度都非常大,导致NA EUV光刻机的成本不断上涨,是普通EUV光刻机的两到三倍左右。
英特尔已经预定了NA EUV光刻机的首发,虽然价格昂贵,但毕竟没有更多的选择,所以英特尔还是愿意付出昂贵的代价。
可一旦佳能从3D封装的角度出发,用芯片堆叠实现媲美或者超越ASML传统光刻机的性能,届时关于光刻机,ASML不再是唯一。半导体行业不仅有更多的性能提升解决方法,而且会大规模入手佳能3D封装光刻机。因此可以判断,ASML的优势很可能会被打破。
简单来说就是佳能以封装的方式,打破光刻为代表的性能提升方式,芯片制造商追求更高的工艺技术不再执着入手ASML的高端光刻机,而是从芯片封装,芯片堆叠出发。
可以预见ASML的优势或许会随着芯片堆叠的不断应用普及,而渐渐削弱。
写在最后芯片制造能够发展到5nm,4nm工艺,靠的是ASML提供的EUV光刻机。许多顶级的芯片制造商争相排队抢购,一台EUV光刻机价值1.2亿美元依然被哄抢。
可随着摩尔定律极限的到来,提升芯片性能的方式或许会变成芯片封装。佳能已经开始行动,ASML恐怕将失去唯一的市场地位。
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