国产2nm芯片“破冰”,中科院斩获全球第一-贤集网

  人不如故        2020-01-15 13:17:44

近日,中科院对外宣布,中国科学家研发除了新型垂直纳米环栅晶体管,这种新型晶体管被视为2nm及一下工艺的主要技术候选。这意味着此项技术成熟后,国产2nm芯片有望成功“破冰”,意义重大。


目前最为先进的芯片制造技术为7nm+Euv工艺制程,比较出名的就是华为的麒麟990 5G芯片,内置了超过100亿个晶体管。麒麟990首次将将5G Modem集成到SoC上,也是全球首款集成5G Soc,技术上的确实现了巨大突破,也是国产芯片里程碑式的意义。

国产2nm芯片“破冰”,中科院斩获全球第一-贤集网

而继华为之后,中科院研发出了2nm及以下工艺所需要的新型晶体管——叠层垂直纳米环栅晶体管。据悉,早在2016年官方就开始针对此类技术开展相关研究,历经重重困难,中科院斩获全球第一,研发出世界上首个具有自对准栅极的叠层垂直纳米环栅晶体管。


同时这一专利还获得了多项发明专利授权,中科院的这项研究成果意义很大,这种新型垂直纳米环栅晶体管被视为2nm及以下工艺的主要技术候选,可能对国产芯片制造有巨大推动作用。如今在美国企业的逼迫下,国产企业推进自主可控已成为主流意识,市场空间将被进一步打开。相信在5年的时间内,在技术方面将实现全面突破。切断对于华为的技术提供,这将是中国整体研发芯片的一个里程碑式转折,中国将不再过于依赖美国所提供的相关芯片及其技术。


看到这个消息确实是非常令人振奋的,甚至有很多人认为,这个技术的诞生意味着我国的芯片制造已经达到了世界领先水平。


不过对于中科院2nm纳米芯片制造技术的诞生,我们要客观地看待,这一技术的诞生说明目前我国的芯片设计能力已经处于世界前列,跟世界顶尖国家的基本上属于同一个水平 。但芯片制造不是芯片设计这么简单,它所涉及的各个领域是非常复杂的,客观的讲,目前我国的芯片制造实力跟世界先进水平还有较大的差距。


说到芯片,这一直是很多中国人心中的一个痛,在现代制造业当中,芯片可谓是核心中的核心,是控制众多先进制造业的核心零部件。但作为全球芯片消费最大的国家之一,一直以来我国的芯片研究却跟不上我国芯片的消费增长速度。长期以来我国大部分芯片特别是那些高端芯片,基本上都是依靠进口的,而一旦发生一些贸易争端之后,就很容易被别人卡着脖子,这对于我国经济来说是非常不利的。


1、我国的芯片设计能力已经处于世界前列。


在全球芯片设计领域,我国的华为海思已经处于世界先进行列,已经已经具备了自主设计7nm纳米芯片的实力,再加上本次中科院2nm芯片历史的诞生,说明我国的心电设计能力已经处于世界顶尖国家行列。


除了华为和中科院之外之外,目前我国还有很多芯片设计企业,他们的实力也不容小觑,比如刚成立不久的平头哥,他所研发的AI芯片含光800,其性能已经在处于行业前列。根据MLPerf基准联盟公布的首轮AI推理基准测试结果,阿里巴巴平头哥的AI芯片含光800在Resnet50基准测试中获得单芯片性能第一。


据中国工程院院士倪光南表示,目前我国的芯片企业在数量上已经位居世界第一,芯片的总体设计水平已经达到了世界第二,可以看出我国芯片设计能力进步是非常明显的。


2、我国的芯片制造进步也非常明显。


一直以来我国的芯片制造主要集中在90纳米以下的低端芯片,很多高端芯片都严重依赖进口,不过最近两年时间,我国的一些芯片企业也具备了生产高端芯片的实力。


比如中芯国际从2015年开始就研发了14纳米芯片,目前良品率已经达到了95%以上。最近一段时间,中芯国际已经官宣,位于上海浦东张江哈雷路上的芯片制造公司,14纳米的芯片生产线已经正式量产。这让中芯国际跟台积电,三星等顶尖芯片企业的差距进一步缩小。


3、芯片制造所需的核心零部件之一蚀刻机,我国也是属于世界前列的。


说到芯片制造大家都知道光刻机是非常关键的一个环节,但除了光刻机之外,蚀刻机同样也是非常关键的一个环节。


在蚀刻机领域,目前我国的技术水平已经达到了世界先进行列,目前我国的7nm蚀刻机已经实现量产,另外由中微半导体生产研发的蚀刻机,在2019年的时候也顺利通过了台积电5纳米工艺的验证。


4、芯片制造最核心的零部件光刻机,目前我国跟世界的先进水平差距仍然很大。


尽管我国在芯片设计和部分芯片制造零部件上已经处于世界前列,但是在整个芯片制造过程当中难度最大,技术要求最高的光刻机,中国跟世界先进水平仍然有很大的差距。


当前我国真正实现量产的光刻机只有90纳米,45纳米的光刻机也是处于试验阶段,而28纳米以上的光刻机目前我国还没有掌握成熟的技术,更不要说7纳米以上的光刻机了。


目前全球唯一能够掌握7nm以上光刻机技术并实现量产的只有荷兰的asml一家,它几乎垄断了全球100%的市场份额。

来源:电子工程网

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