中芯国际7纳米芯片制造困境的真相

 中芯国际半导体制造公司 (SMIC) 进入7 纳米芯片制造工艺一直令人瞠目结舌。尽管如此，虽然它在科技和贸易媒体上成为头条新闻，但检验中芯国际所谓的大跃进的真正价值至关重要。中芯国际能否在其新开发的 7 纳米节点上量产芯片?该博客试图回答这个重要但棘手的问题。

　　不过，在此之前，让我们回顾一下中芯国际在 7 纳米工艺节点上的崛起，这本身在 2018 年发布时就被公认为芯片制造的一个分水岭。与前身 14 纳米节点相比，7 纳米芯片通过在芯片上每单位面积封装更多的晶体管，显着提高了性能，同时也更加经济。

　　并且可以在没有极紫外光刻(EUV)设备的情况下构建7nm节点，并且可以使用广泛使用的深紫外(DUV)技术来制造7nm芯片。事实上，台积电在其 7 纳米芯片生产的早期阶段就使用了 DUV 机器。根据一些行业报告，在追赶这一工艺节点的同时，中芯国际从台积电的 N7 工艺几何中复制了一些制造技术块。

　　接下来，正如 TechInsights 对中芯国际 7 纳米芯片所做的工作所揭示的那样，使用 DUV 技术为芯片设计增加了很多复杂性。首先，使用 DUV 设备需要更多的掩模层，导致 7 纳米芯片的三轮甚至四轮图案化。另一方面，EUV 机器只需将芯片曝光一次即可将芯片图案放置在晶圆表面上，这使得 EUV 技术成为 7 纳米及更小节点的支柱。

　　在这种特殊背景下，中国半导体行业专家 Douglas Fuller 告诉英国《金融时报》，对中芯国际 7 纳米技术进展的狂热被夸大了，中国顶级晶圆厂正在利用额外曝光来弥补 EUV 工具的不足。他还对中芯国际 7 纳米芯片制造工艺的良率提出了质疑。

　　根据一些行业观察家的说法，中芯国际每片晶圆的 7 纳米良率在 15% 的范围内。反过来，这使得在这个工艺节点制造的芯片非常昂贵，大约是台积电 7 纳米节点制造的芯片市场价格的 10 倍。还值得注意的是，已知在中芯国际 7 纳米节点制造的加密矿工芯片具有高度并行设计，这意味着较低的复杂性。

　　归根结底，中芯国际的 7 纳米故事更多地与中国半导体自给自足的政治事业有关，而不是市场经济。然而，与此同时，它是一种准 7 纳米芯片制造工艺，可能成为真正的 7 纳米工艺节点的垫脚石。在这里，缺少的一环是 ASML 的 EUV 技术，该技术目前在中国的半导体工厂被禁止使用。

　　需要注意的是，在对EUV技术实施出口禁令后，有报道称美国与荷兰ASML和日本尼康接洽，也要求停止向中国提供DUV设备。但这不太重要，因为中国的晶圆厂现在肯定已经购买了足够数量的 DUV 机器。基于 DUV 的光刻技术自 1980 年代就已经存在。

　　中芯国际显然一直在逆流而上，寻求更小的芯片制造节点。尽管自 2021 年拥有 28 纳米工艺技术以来已经走过了漫长的道路，但其未来的路线图充满了巨大的技术障碍。回想起来，在对良率、制造成本以及更重要的 EUV 技术禁运的担忧中，7 纳米芯片的出货只是重要的第一步。