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光刻机或不再是瓶颈?芯片出现新技术路线,荷兰ASML应该意识

11月19日 程染筱投稿
  不由得,一声叹息
  记得至少在10nm制程工艺时期,就畅想硅基材料的半导体芯片,一旦达到5nm制程工艺物理极限,又该如何去应对量子隧穿效应?
  现如今,搭载到iPhone等智能手机的5nm芯片,却已经梅开二度奔着3nm工艺去了
  更夸张的是,一些具备先行者优势的半导体企业,进一步将2nm乃至1nm制程技术提升了日程!
  美国IBM秀出来的2nm制程工艺芯片样本
  时至今日而言,越是先进高性能的芯片,晶体管的密度就越高了,研发设计这些高端芯片,离不开配套的EDA软件!
  一些研发设计好的芯片数据板,通过半导体晶圆制造实现量产;诸如台积电之类的产线上,需要光刻胶等半导体基础材料供应、以及光刻机等半导体关键设备来加工
  可谓是环环相扣。
  经常关注半导体行业的网友们,应该偶然或特意了解过:通过已成常见的DUV(深紫外)光刻机设备,此前仅能实现7nm以下的制程工艺制造!
  能够支撑7nm以上制程工艺的、诸如5nm硅基材料芯片的量产,就需要更先进技术的EUV(极紫外)光刻机设备,否则就算是台积电也不能大力出奇迹
  也就是说,半导体芯片产业最终卡脖子的大拿,目前还是荷兰ASML光刻机组装巨头
  半导体硅基芯片的晶体管数量对比
  一个让诸多侧重芯片研发、设计企业头疼的问题是:
  第二代半导体硅基材料,越是需要集成更多晶体管数量的芯片,就越是需要更先进制程工艺的技术;而越是先进制程工艺技术的产线,量产制造的成本就越是出奇的高!
  一边是研发设计投入的人才与资源高了,一边是台积电等代工产线的价格高了,根源则是荷兰ASML光刻机设备价格高
  最终就导致了,不是电子产品厂商利润的变低了,就是消费者需要付出更高的费用
  难道就没有办法打破惯例下的水涨船高现象吗?
  时间来到了2022年,随着美国苹果公司发布M1系列疯狂集成晶体管数量堆砌性能的芯片,外界赫然发现了一件有意思的事儿!
  随着光刻机等设备越来越贵,量产化制造成本越来越高,芯片出现了新技术路线
  应用在苹果Mac电脑主板的M1处理器芯片
  此前为了集成更多晶体管实现芯片性能的堆砌行业普遍方案,需要台积电不断升级更先进的光刻机设备、进而攻关制程工艺技术,再给第三方芯片研发设计企业代工!
  一度曾与华为技术并列、作为台积电先进制程技术研发早期投资者的苹果公司,在其所谓升级版性能的自研M1Ultra制霸级芯片
  相对于最初M1基础版、随后M1Max版处理器,通过创新性UltraFusion封装架构,连接两颗M1Max芯片内部晶粒,苹果公司才打造出了M1Ultra空前性能的芯片!
  这其实也就意味着:
  新一代AppleM1Ultra处理器芯片,源于苹果走通了一条新的技术路线!
  不是通过台积电继续迭代5nm工艺、也不是基于ASML更先进的光刻机
  一种通俗的说法是:
  通过创新性AppleUltraFusion封装架构,加上台积电3DWaferonWafer封装技术,进一步削减了荷兰ASML光刻机重要性!
  华为技术旗下海思半导体研发的麒麟芯片
  一家叫作Graphcore位于英国的AI公司,此前推出了新款AI处理器BowIPU单元,就是采用了来自中国台积电提供的3DWaferonWafer封装技术!
  要知道,这家位于英国的AI芯片公司,比美国苹果公司M1Ultral更早使用该技术
  苹果公司在2021年10月份发布可以用来拼装M1Ultral方案的AppleM1Max版本芯片时,就被外界发现了AppleM1Max芯片边缘的额外预留晶体部分
  可实际上,总部位于中国深圳的华为技术公司,于2021年6月份就被曝光了双芯片叠加技术相关专利图纸!(华为技术方面的研发立项,显然要远远早于申请专利)
  令人唏嘘的是,似乎在某些个莫名出现的未知意图人士引导、尤其是雷猴儿米系睿智粉儿添油加醋渲染下,华为技术曝出专利双芯片叠加被嘲讽的一塌糊涂
  大概美国苹果公司发布M1Ultral执行双芯片叠加方案,能让部分理智用户回过神儿?
  紫外光源的光刻机加工芯片(示意图)
  值得一提的是,不止华为技术专利曝光双芯片叠加,英国AI芯片公司Graphcore、美国苹果公司AppleM1Ultral发布,先后采用了台积电3DWaferonWafer封装技术!
  如同苹果公司启用自研创新性UltraFusion封装架构方案那般,美国超微半导体公司(AMD)也提出了自研3Dchiplets封装架构
  这些顶级芯片研发设计公司各自祭出了的封装架构、配上台积电这类先进制程技术代工产线的晶体管叠堆技术,很大程度了造就了芯片新技术路线的出现!
  在外界都产生如此清晰认识的局面下,善于整合全球各国地区多种精密元器件、组装先进EUV光刻机设备、并限量销售还卖出了天价的荷兰ASML,应该意识到了
  半导体芯片行业规矩的以往顺序是:
  荷兰ASML光刻机交付了新技术产品、台积电才能打磨新制程工艺技术芯片产线、其它研发设计企业才能基于此进展开发,这种产业现状正在被打破!
  某种程度上,外界可以这样简单的理解:
  各芯片研发设计企业联手主流芯片制造量产厂商,换了一种提升晶体管数量、堆砌芯片性能的技术路线,越来越不需要ASML之类的光刻机设备厂商主导了。
  华为技术双芯片叠加方案是对的,
  中芯国际N17nm方向也是对的
  作者:蔡发涛今日头条号内容
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