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Young说上兴头了,他有点停不下来,想把他对半导体的理解和国产半导体可替代的发展跟程钢好好聊聊:
“接下来回到我们的主题,14nm光刻机挑战是什么?”
“先谈FinFET,FinFET是加州大学伯克利分校著名教授,胡正明教授最先提出的3DMOSFET器件结构。”
“3DMOSFET通过立体的结构实现了超越前代平面晶体管的性能。11年Intel率先将其商业化。但到了14nm制程后,FinFET变得不再像以往可靠。”
“首先是逃不掉的量子效应,晶体管的电流很难提高了。甚至对于一些材料,电流会变低。对于芯片而言,电流意味着速度。”
“然后是漏电流,漏电流直接牵扯到功耗。在这么小的节点,FinFET也很难控制漏电。”
“最后是成本,按照摩尔定律,随着节点的减少,单个晶体管成本应该减少。”
“但到了14nm制程,繁杂的光刻流程,导致单个晶体管成本反而可能会上升。”
“中芯国际能搞定14nm制程,但是股价却迟迟上不去是为什么?”
“就是因为14nm制程太难了,中芯国际的良品率不够高,算是半完成。”
程钢点头道:“难怪中芯国际不再单独披露14nm和28nm工艺的营收占比情况,反而不断扩产28nm。”
Young对程钢的敏锐很满意:“即便在宣称14nm工艺量产后的这两年里,中芯国际还是把14nm和28nm的营收算在一起,现在甚至直接不公布营收占比情况了。”
注:这里只是说中芯国际的14nm不如预期,而不是说中芯国际没搞出14nm工艺。
Young继续道:“芯片代工的难度比光刻机要低的。”
“中芯国际14nm制程都如此困难,光刻机14nm只会更加困难。”
“致命问题代工工艺会遇上,光刻机也逃不掉。”
“一个芯片需要上百个mask与光刻才能完成制造流程。”
“所以光刻是最重要的部分。”
“于是一个非常显而易见的问题发生了,如何保证这么多步光刻能刻在硅片同样的位置。”
();() “在14nm制程的时候,线宽只有几个纳米。”
“稍微出现失误,哪怕两个mask有一点偏差,整个芯片就报废了。”
“光刻机需要攻克上百个mask纳米级的位置,这花的时间远没有外界想象的乐观。”
“即便国产光刻机生产出来,良品率也需要时间才能提上去。”
“现在光刻机得保证每小时125片的产率。不然半导体厂商要亏本。”
“这里面我们需要补的课实在太多了。”Young语气痛心疾首。
Young虽然常用英文名字,但是他确实是华国人,申海交大的本科。
程钢叹气:“只能走一步看一步了,我们暂时也只需要28nm制程,应该能满足我们的需要。”
“中芯国际14nm既然能生产,那价格高一些也无所谓。”
Young同样感慨不已:“在半导体领域要追赶的东西太多,不是一时半会能赶上的。”
“根本不是媒体所渲染的那样,买台光刻机就能解决生产问题。光刻机有了mask的调试和熟练工人的培养同样需要时间。”
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