加速推进国产芯片自主化 工艺水平提升需稳中求进

北二桥头

近年来科学技术的不断进步，使得芯片工艺水平得到逐步提高。就现阶段的芯片工艺技术来看，除了FinFIT技术外，芯片厂商正在纷纷加大投入，研发*工艺，以求拥有更多的市场主动权。

    一颗高性能在区区数百平方毫米的硅片上蚀刻数十亿晶体管，晶体管间的间隔只有几十纳米，需要经过几百道不同工艺加工，而且全部都是基于精细化操作，制作上凝聚了全人类的智慧，是当今世界上*进的工艺、生产技术、*机械的集中体现。

    1971年，Intel发布了*个处理器4004，它采用10微米工艺生产，仅包含2300多个晶体管；1995年起，芯片制造工艺从0.5μm、0.35μm、0.25μm、0.18μm、0.15μm、0.13μm，发展到90nm、65nm、45nm、32nm、22nm、16nm、14nm，再到目前*的10nm。

    从14nm到10nm，从10nm到7nm，还有所谓的5nm、3nm和2nm，芯片工艺的竞争程度不断升级。那么，芯片界的这场“战争”会结束吗？芯片工艺的未来又在哪里呢？

    近年来科学技术的不断进步，使得芯片工艺水平得到逐步提高，较小的工艺制程能够在同样大小的硅片上容纳更多数量的芯片，可以增加芯片的运算效率；也使得芯片更小。随着芯片的制程工艺不断发展，集成度不断提高，电子产业得以高速发展，每年腾出0.3左右的成本空间。

    现阶段的芯片工艺技术方面，除了FinFIT技术外，三星、英特尔等芯片厂商纷纷投入到FD-SOI(全耗尽绝缘体硅)工艺、硅光子技术、3D堆叠技术等的研究中，以求突破FinFET的制造极限，拥有更多的主动权。

    而中国大陆晶圆代工龙头中芯国际也在不断寻求制造工艺方面的突破。近日中芯国际宣布，正式任命赵海军、梁孟松为中芯国际联合*执行官兼执行董事。随着全球半导体产业重量级人物、原台积电高管梁孟松的加盟，预计将使中芯国际冲刺28纳米高介电常数金属闸极(HKMG)工艺和14纳米先进工艺的进程进一步加速。

    对此，业界认为，*工艺研发不足是中芯国际乃至中国半导体的短板，本次赵海军和梁孟松的联袂上阵补齐了中芯国际的短板，“这对中芯国际是一个重要节点，对中国半导体产业也是一个重要事件。”

    “*工艺对中国半导体产业而言是兵家必争之地，也是企业乃至产业的核心竞争力。”芯谋研究创始人顾文军认为，因为在*工艺时间落后和*工艺比例过低情况下，客户极易出现转单和流失。长此以往，不仅无法满足海外需求，甚至都无法满足国内客户需求。从商业逻辑、国家战略和企业发展三个角度考虑，中芯国际都必须要做*工艺。

    不过需要注意的是，芯片真的越小越好吗？要知道芯片尺寸的缩小也有其物理限制，正在逐渐失效，当我们将晶体管缩小到20nm左右时，就会遇到量子物理中的问题，晶体管存在漏电现象，抵消缩小芯片尺寸获得的效益；另外，必须采用更高精度的机器进行芯片的掩膜蚀刻，会带来制造成本高、良品率下降等问题。

    由此可见，芯片的工艺制程并不是越小越好，在我们推进核心芯片自主化研制过程中，绝不能一味追求高端工艺和高性能，而是根据应用需求选择国内成熟制造工艺，做到量力而行、够用就好。

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长此以往，不仅无法满足海外需求，甚至都无法满足国内客户需求。从商业逻辑、国家战略和企业发展三个角度考虑，中芯国际都必须要做*工艺。