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  1. 中芯国际与台积电、三星(造芯)的差距只差一台“光刻机”吗?

中芯国际与台积电、三星(造芯)的差距只差一台“光刻机”吗?

您好,很高兴回答您的问题。

中芯国际是少数可以代表中国科技的“重器”企业之一,不过与国际芯片巨头相比,中芯国际仍位居中间梯队的晶圆代工阵营

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全球芯片领域阵营划分

第一梯队就是拥有先进制程的台积电、Inter、Samsung的超级阵营,中间梯队是有仍处于摸索自主芯片道路的中芯国际、Global Foundried等,第三梯队主要由华虹半导体、力晶等组成。

中芯国际和第一梯队的差距

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中芯国际在自主道路上摸索长达18年之久,但还是没有挤进第一梯队,为什么?因为我国芯片设计、制造、封装的产业链的技术水平仍旧是短板,能否自强,需要众多领域内的企业共同努力,突破。当前中芯国际在14nm、7nm等工艺制程上的突破尚需时日,题主所说只差一台“光刻机”这个说法太笼统。中芯国际与他们在制程营收上存在明显的滞后,目前150/180nm是中芯国际的主要营收,28nm以下营收比例较低,而台积电各制程营收比例相对稳定,每2-3年就有新一代制程实现量产,说明台积电对产品生命周期把控能力较强,良品率和产能控制也做得相当好。研发费用上也存在明显的差异,中芯国际的研发费用远低于台积电。

总结

中芯国际,在制程上明显落后第一梯队,营收结构单一,制程更新速度比第一梯队要慢,研发费用上也比第一梯队要少。差距不仅仅是光刻机,还有研发管理,成本投入,产能,良品率等诸多方面的差距。国产芯片要追上第一梯队,难度很高,需要付出很高的代价,需要的是长期艰苦奋斗。

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以上,感谢您的阅读。

中芯国际与台积电、三星的技术实力差距,当然不是只差一台EUV(极紫外)光刻机。早在2018年,英特尔就向阿斯麦订购了3台EUV光刻机,三星订了6台,台积电则订了10台,结果台积电在制程工艺上还是领先英特尔和三星一代,这就说明EUV光刻机不是制约芯片厂制造技术进步的唯一因素。

买到先进的光刻机,只是具备了制造出先进芯片的前提,好比土豪买了法拉利,还是需要娴熟的驾驶技术的,这样才能飙过别人。

中芯国际原创始人张汝京博士是有故事的***人物。

光刻机有一个重要技术指标“最高分辨率”(单位nm),这是指它在硅片上能刻出的最小尺寸的特征线宽,代表着光刻机的潜能。

芯片的制造工艺流程主要分为前道工艺和后道工艺,光刻机的工作位于前道工艺。前道工艺里,有300到400个子工序,而光刻机占其中的60%左右,处于最复杂最尖端的领域。

当然,上图只是芯片制造的流程,具体工艺纷繁复杂,晶圆运进芯片制造厂后,从晶圆洗净开始,就正式进入制造程序,整个制造工艺包括数百道工艺,详见下图。

由于各厂家有不同的工艺,而每一道工艺的细微差别,都会拉开差距。

原因不难理解,对芯片制造公司来说,***用何种设备,以及具体的工艺流程,可以决定芯片的良率。

台积电只是基本一环,差的还有技术、人才、设备等等

一、光刻机是最直观的

由于大家的目光都集中在这种光刻机之上,因为光刻机是芯片制造过程中,必不可少的设备,在整个芯片制造的过程中,光刻的工时占了整体一时的40%或更多。

所以在芯片制造过程中,光刻机的作用非常重要,也正因为重要,也最能体现差距,所以很多人以为有了先进的光刻机,就能够制造出先进的芯片,但其实还真不是的。

二、除光刻机外,技术、人才都缺

制造芯片,除了光刻机这种必须的设备之外,还需要技术、人才等等。

技术体现在专利,掌握的技术身上,目前芯片制造的很多专利在台积电、三星等厂商手中,所以中芯国际在这一方面也不如台积电、三星。

此外,再举个例子,大陆第二大芯片制造厂商是华虹半导体,华虹半导体也有能够制造14nm芯片光刻机,那为何华虹半导体不行?原因就是技术不行,所以得2021年才能够生产出来。

目前来讲,在芯片制造行业,中国的领头羊是中芯国际,排在它前面的就是台积电和三星,不过三星不是一家单纯晶圆代工厂,因此在芯片代工领域,最高端的玩家就中芯国际和台积电两家而已。

目前台积电和三星是世界上唯二的两家实现7nm制程芯片制造的厂商,无一例外的都***用了荷兰阿斯麦公司(ASML)的极紫外光刻(Extreme Ultra-violet),即我们常说的EUV光刻机。中芯国际自己研发了N+1、N+1技术,不需要EUV的情况下实现了接近7nm制程的水平,是一个很大的进步,但是比起台积电和三星来讲,除了光刻机以外,还有不小差距。

一直以来,中芯国际都是追赶者的角度,如果不是2017年10月份梁孟松的加入,中芯国际是绝无可能实现接近7nm制程工艺的N+1技术的。在梁孟松加入之前,中芯国际一直处于困兽状态,14纳米FinFET制程迟迟无法商用,良品率不到5%,梁孟松加入后,中芯国际就像坐上了火箭,短时间内即实现了14纳米FinFET制程的95%良品率。随后,梁孟松又带领团队继续研发了接近7nm制程的N+1和N+2技术,预计2020年底可以商用。

芯片制造是个技术密集型行业,尽管有了突破,中芯国际在技术积累上仍然落后台积电和三星一大截,前二者早就实现了7nm制程芯片的量产,据推算,台积电在8月份会实现5nm制程的量产,2nm也已经在积极研究中;自从美国的芯片代工龙头格罗方德宣布退出14nm以下代工市场以后,其市场份额被三星吃去大部分,去年6月份三星宣布5nm制程工艺已经可用。

因此,中芯国际虽然攻破了性能接近7nm制程的N+1技术,但是已经落后三星和台积电3年时间,另外两家已经实现了5nm制程工艺,相当于领先中芯国际1.5代-2代,所以中芯国际未来的路还很长。

虽然中芯国际的N+1、N+2技术不需要ASML的EUV,但是后续5nm、2nm的研究仍然避不开,与台积电和三星不同的是,中芯国际购买EUV之路一直受到美国的干扰,本来荷兰那边已经同意发货,关键适合又被美国卡住,所以如果后续获取不到EUV,中芯国际的下一代芯片制造工艺梦恐怕要破碎。

另外一点是人才问题,自从中芯国际挖来了梁孟松之后,其研究进展突飞猛进,国内有不少晶圆代工厂商都虎视眈眈。此外,台积电和三星有大量的专利授权,形成了比较厚的专业壁垒,中芯国际与台积电进行的两次诉讼都以失利告终,目前台积电拥有中芯国际10%的股份,所以恐怕台积电会一直压着中芯国际一头。

感谢您的阅读!

技术是重心,光刻机是助力!

拿台积电来说,已经准备试产3nm工艺制程,台积电原本***在6月试产,投资了近1.5万亿台币,约500亿美元。而三星更是在1月份已经公布,成功开发了3nm制程。

在5nm工艺领域,台积电将开始进行5nm制程工艺芯片的量产工作。可以说台积电一直在技术工艺中不断的提升,这种提升确实有助于台积电的发展。

这里插个很重要的东西,实际上台积电的张忠谋之前和中芯国际的创始人张汝京是曾经德州仪器的同事,最早的时候,远近闻名的“世大半导体”由张忠谋和张汝京创办,最终却被张忠谋给收购,而张汝京在自己毫不知情的情况下被董事会卖掉,气愤之下,在上海成立了一家新的晶圆代工厂,就是中芯国际。

实际上,如果说技术层面,我并不觉得张汝京比张忠谋差,虽然之后因为专利问题,中芯国际支付了不小的罚款。

我们再说光刻机,中国光刻机发展难,其实一方面是因为技术的钳制,让我们的光刻机发展受到限制;另外一方面确实是因为ASML在发展中将台积电,三星等等都容纳为自己的股东,间接让它能够使用最先进技术。

中芯国际确实缺乏光刻机,我觉得还有在专利技术方面缺乏,在中芯国际和台积电的知识产权的判决中,中芯国际的败诉,以及后续张汝京的辞职,再加上张汝京本身和张忠谋共事,因此一些专利方面可能会存在共用,这可能是一些方面不及台积电的原因。

因此,中芯国际在某些方面不足,应该是多样性的,不能够说是一种。

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