白癜风去哪里治疗好 http://www.xxzywj.com/m/在高端光刻机领域,ASML绝对可以被称为一枝独秀,作为全球唯一能生产EUV光刻机的公司,ASML在半导体设备制造领域的地位不言而喻。可我们知道是是,EUV光刻机每年的产量并不多,而且大部分都被台积电这些大客户预定,尤其是大陆地区,想要购买一台EUV光刻机真的太难了。
但可以肯定的是,EUV光刻机并不是唯一能生产高端芯片的方法,想要提高芯片的性能,不一定要通过纳米技术缩小晶体管的体积,而且这个方式已经得到了不少芯片厂商的验证,如果这些方式能够提高突破,那么EUV光刻机的时代可能就要落幕了!
那么目前都有哪些新的芯片技术,能让我们在不依赖ASML的EUV光刻机还能造出高端芯片呢?
在了解新的技术之前,我们先来回顾一下,一颗芯片是如何诞生的。
一颗芯片从晶圆到成品,一般会经历先设计、再制造、最后封装三大环节,目前设计的话,大部分的公司可以通过购买架构授权,并且使用EDA软件可以实现,其中最难的环境还是在生产制造上面。
芯片制造过程需要完成生产线的搭建、设备和原材料的采购,再到实际生产。即使是一条不同的芯片生产线,可能都需要几十亿的开销。如果是要生产5nm、3nm这样的高端芯片,可能动辄就要投入上百亿美元。
不说别的,就光采购一台EUV光刻机的费用就高达1.2亿美元,目前台积电已经拥有80台以上的EUV光刻机,可想而知投入有多大。
EUV光刻机产能有限,成本高,并且还无法自由出货,在芯片短接下,不少国家都在尝试探索能否绕开EUV光刻机生产高端芯片的方法,那么目前都有哪些技术取得成功了呢?
首先要讲的是日本铠侠的纳米压印技术,我们都知道传统的芯片制造方法是通过光刻雕刻的方式,将设计好的图纸曝光在晶圆表面,整个操作对光学系统、物镜系统、机台、控制系统等要求都是非常高的。想要生产7nm以下芯片,还必须使用到EUV极紫外光源,其中过程十分繁琐,技术难度也很高。
而日本铠侠公司为了简化这个过程,发明了一种纳米压印技术,不光节省了生产成本,还大大提高了生产效率。纳米压印技术的原理其实也很简单,就是将芯片图纸刻印在设备模板中,然后以“盖印”的方式把芯片图纸压印在晶圆上。
目前日本两家半导体巨头铠侠,佳能已经联手合作,打算将该方式用在5nm等高端芯片的生产中,如果能够成功,那么将会彻底颠覆目前半导体芯片的生产方式。
其次则是DUV多重曝光技术,相比于EUV光刻机,DUV光刻机的分辨率会低很多,自然获取更高精度的难度会更高一些。想要将更加精密的芯片线路印出来,就需要采用多重曝光技术了。台积电就曾采用过多次曝光技术,利用DUV光刻机实现了7nm芯片的量产,已经证明了多重曝光技术的可行性。
不仅如此,美存储芯片巨头美光科技也运用DUV光刻机多重曝光技术,研发出高性能DRAM芯片,获得能效提升了25%,功耗降低20%,密度提升了35%的效果。
其三、还可以通过先进的封装工艺提升芯片的性能,芯片纳米工艺技术的不断压缩,造成了芯片生产工艺难度越来越大,良品率也越来越低,当然功耗也变的更高,发热明显。比如三星量产的3nm芯片,相比5nm和7nm,良率就大大降低,所以目前3nm芯片的订单并不多。而且不良率的提升还会大大增加芯片的生产成本,台积电在即将量产的3nm芯片中也保持着谨慎的态度,据传台积电现在单块12英寸晶圆的代工报价已经达到人民币14万元。
这样昂贵的价格,必然会导致成品的价格上涨,消费者自然不会买账,这是很多厂家不想看到,而既然芯片的性能和晶体管的数量是成正比的,那么有没有一种方式不用通过纳米技术就能往芯片里面增加更多的晶体管呢?
答案是:当然有!
那就是目前很多芯片企业都在积极探索的先进封装工艺,用2.5D/3D封装技术将芯片性能持续扩大。而且目前苹果和华为都已经掌握了这项技术,它就是芯片堆叠技术,通过先进的封装模式,将2块甚至多块芯片集成在一个大芯片中,就拥有了1+1=2的性能,这样即使不需要EUV光刻机,也能让产品性能带来更大的提升。
美媒曾经表示,EUV光刻机的时代已经“落幕”,铠侠的纳米压印技术,美国的DUV多重曝光和先进的封装工艺都有望摆脱对EUV光刻机的依赖,EUV光刻机未来两年已不再是必需品!
在半导体科技的发展中,人类一直都是在摸索中前进,然而现在也仅仅只是一个开始,我们的目标还一直局限在EUV光刻机和硅基芯片上,随着摩尔定律即将到达极限,人类在半导体领域也即将迎来一个新的开端,比如任正非曾说过的光芯片,还有我国北大张志勇教授和彭练矛教授研制的碳基芯片,性能比普通芯片至少提升上十倍,这些才应该是人类未来在芯片领域发展的方向。我想时候待这些芯片实现商用化后,ASML的EUV光刻机可能就再也难卖的动了!