前沿導讀
據媒體報道指出,美國商務部長對ASML提出質疑,認為其違規出口給中國EUV光刻機。但該說法遭到了ASML的否定,并且ASML解釋稱EUV光刻機的體積大,產量有限且需要技術人員維護,從未向中國出口過相關產品和配件。
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彭博行業研究的分析師對此指出,中國企業越來越有能力利用傳統工具制造更加先進的芯片,這種工程技術上面的進步是引起美國部門擔憂的真正原因,而并非是因為ASML在出口管制上面出現了疏漏。
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技術路徑
如今的半導體產業形成了三條發展路線:
第一條是由臺積電這個晶圓制造的行業龍頭所引領的技術路線,主要使用第一代EUV光刻機制造芯片,對ASML制造的第二代EUV持保守態度。目前臺積電只是采購了一臺第二代EUV進行研究,并未在芯片制造上面大規模使用,其主要原因是因為第二代設備的價格昂貴,對于臺積電來說不劃算。
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第二條則是由三星、英特爾這兩個僅次于臺積電的“老二”所主導的尖端設備路線,兩家企業斥巨資采購ASML的第二代EUV光刻機,試圖用最頂級的設備來縮短與臺積電之間的技術差距。
英特爾在2024年4月宣布第二代EUV光刻機已經安裝完成,未來14A工藝(1.4nm)的芯片將會成為首批采用第二代EUV光刻機制造的產品。
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三星則是在2025年10月宣布投入1.1萬億韓元引進兩臺第二代EUV,為三星后續量產SF1.4工藝(1.4nm)的芯片儲備資源。
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第三條則是由中國本土企業所主導的技術路線,由于無法采購到商用級別的EUV光刻機,中國企業當下制造先進芯片的設備還是以此前采購的老舊設備為主。盡管在制造設備上面存在落后,但是中國企業正積極通過行業內已知的技術思路來提升芯片制造水平。
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采用DUV光刻機,通過自對準多重圖案化技術制造先進芯片,這是行業內很多企業都嘗試過的方法。
比如臺積電在2018年發布的第一代7nm(N7)工藝,采用的就是以上方法實現量產。而臺積電在2019年推出的第二代7nm(N7+)工藝,則是將此前的DUV技術全面切換到了EUV技術,后續的5nm、3nm均是在EUV的基礎上進行發展。
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英特爾則是在2023年的Intel 4(7nm)工藝節點才引入EUV光刻機,此前的Intel 7(10nm)工藝則是采用了DUV光刻機和自對準多重圖案化技術。
雖然Intel 7工藝與臺積電的第一代7nm相近,但英特爾當時宣傳的是10nm工藝,直接被臺積電的7nm工藝在命名上面壓了一頭,后來英特爾才將10nm工藝命名為Intel 7。工藝技術都差不多,但是技術命名不如人家看起來先進,英特爾被臺積電“擺了一道”。
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而中國大陸地區的芯片制造業務也已經達到了臺積電和英特爾此前的技術水平,掌握了使用浸潤式DUV光刻機和自對準多重圖案化技術來制造先進芯片的能力。但是在向下發展的過程中,技術瓶頸明顯,芯片性能無法達到EUV的水平。
在這種條件下,華為提出了韜定律和邏輯折疊技術。
在不依賴EUV光刻機的前提下,通過對計算單元的電路布局進行堆疊設計,以此來提升芯片的性能和晶體管密度。這是一種在沒有EUV設備的情況下,可以繼續提升芯片性能的一種備用方案。
設備瓶頸
EUV技術被普遍認為是制造先進芯片,提升芯片性能的核心技術之一。使用EUV光刻機制造出來的芯片,例如蘋果在2026年發布的M5 Max CPU,其最高核心頻率為4.61GHz。高通在2026年發布的驍龍8 Elite Gen 5領先版,其核心頻率最高已經達到了4.74GHz,性能優勢明顯。
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根據華為官方放出來的技術演進路線,麒麟芯片在2030年的核心頻率將達到4.3GHz,2031年將突破至5GHz,這完全是處于沒有EUV技術的情況下所衍生出來的芯片性能目標。
如果只看實際產品,那么麒麟芯片對比競品處于一種性能落后的局面,甚至官方預計在2031年才能有比較顯著的性能升級。但是如果將麒麟芯片的發展趨勢與這幾代的麒麟芯片相比,可以算是跨越式的技術升級了。
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在沒有EUV設備介入的情況下繼續提升芯片的性能指標,其他廠商也都嘗試過類似的技術思路,但無外乎都是在封裝階段進行3D堆疊,并沒有與華為一樣在計算單元上面進行修改,而且還面臨著散熱的問題。
邏輯折疊技術的出現,是中國芯片產業對于技術方向的一次革新。從最初的EDA設計層面入手,在不依賴尖端設備的情況下提升芯片性能,這不只是需要華為在軟硬件層面進行優化,還需要國產供應鏈體系在制造上面進行支持。
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此時美國對ASML提出質疑,認為其違規將EUV相關的技術出口給中國企業,試圖用這種毫無證據的方法來強行“解釋”中國芯片產業可以持續提升技術的原因。寧可懷疑盟友國企業違規,也不愿承認中國在自主技術上面做出的努力。
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