中国芯片加速5纳米量产，以现有设备实现先进工艺的突破

2024-04-24 16:02

据了解北京一家企业正在研发一种利用现有光刻机生产5纳米工艺的技术，预计很快就能实现量产，该工艺的核心技术是自对准四重图案化（SAQP）技术，类似技术曾被台积电用于7纳米，Intel也曾试图利用该项技术。

Intel是最早考虑多重曝光技术的，2014年它就已量产14纳米工艺，2016年ASML还没量产EUV光刻机，Intel就试图利用DUV光刻机辅以多重曝光技术，提升晶体管密度，研发自己的10纳米工艺，结果Intel玩砸了，EUV光刻机量产后，Intel都未量产10纳米，又推倒重来采用EUV光刻机生产10纳米。

台积电的7纳米工艺就采用了DUV光刻机生产，如此做是为了尽快量产7纳米，并确保7纳米工艺的量产；当时三星却率先采用了EUV光刻机生产7纳米，结果是台积电用DUV光刻机生产的7纳米良率更高，在吃透了7纳米技术之后，台积电再用EUV光刻机生产7纳米，提升7纳米技术的性能。

Intel的10纳米被认为与台积电和三星的7纳米相当，这也是业界质疑台积电和三星玩数字游戏的原因，而台积电的10纳米工艺几乎是昙花一现，7纳米量产后，10纳米几乎被舍弃，芯片企业要么采用16纳米，要么直接用7纳米，可以说台积电的10纳米工艺就是一种过渡工艺。

如今这项多重曝光技术得到中国芯片行业的青睐，则在于中国芯片行业难以得到EUV光刻机，选择多重曝光技术实属无奈，但是如果采用这项技术实现5纳米工艺，对于中国芯片行业来说则是重大突破。

由于众所周知的因素所影响，中国的手机芯片、AI芯片等等都无法由台积电以先进的5纳米工艺生产，这对中国芯片行业影响巨大，毕竟更先进的工艺可以带来更强的性能和更低的功耗，增强芯片竞争力。

中国芯片研发的SAQP技术也有弊端，那就是多曝光一次，芯片的良率就会进一步下降，成本上升，不过在当前环境下，实现先进工艺的量产，对于国产芯片来说那是0与1的关系，只要能量产，那么对于中国芯片来说就具有重要意义。

当前国产的AI芯片以7纳米工艺生产，在性能方面已媲美NVIDIA的A100芯片，可以看出国产芯片在芯片设计技术方面已达到相当高的水准，而AI芯片价格昂贵，A100的售价达到10万元人民币，更高端的H100售价则达到26万元人民币，完全可以承受SAQP技术增加的成本。

在AI芯片市场，中国芯片的突破已显示了威力，由于美国限制NVIDIA对中国出售高端AI芯片，此前NVIDIA将阉割八成性能的H20芯片定价也超过10万元人民币，但是随着国内企业大举采用国产AI芯片，NVIDIA迅速将H20降价到7万元人民币，可以看出国产AI芯片的可替代性促使NVIDIA放下了身段，否则NVIDIA可能会将H20卖得更贵。

全球芯片行业其实有七成以上都是14纳米及以上成熟工艺芯片，先进工艺芯片的占比并不高，中国芯片已能量产接近7纳米水平的工艺，如果再能量产接近5纳米的工艺，那么国产芯片将可以替代绝大多数芯片。