加速推进国产芯片自主化工艺水平提升需稳中求进
- 来源：中国智能制造网
- 编辑：未闻花名
- 2017/11/6 9:01:41
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加速推进国产芯片自主化 工艺水平提升需稳中求进
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，是当今世界上先进的工艺、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，再到目前新的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中芯也在不断寻求制造工艺方面的突破。近日中芯宣布，正式任命赵海军、梁孟松为中芯联合执行官兼执行董事。随着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的短板，“这对中芯是一个重要节点，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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