中芯国际目前7nm工艺良率如何？

中芯国际目前7nm工艺良率如何？ 现实主义理想者的回答 目前国内半导体产业链都非常低调，这个问题能上热榜着实出人意料。 既然如此，我说点能说的吧。 国内自主7nm产线（不一定只有smic），良率的确与台积电略有差距。 毕竟顶着多重曝光和替换国产设备两方面的影响，这也是没办法的事。 但就我所知，自主7nm产线能达到的良率远比很多人预想的乐观，与台积电的差距也远没有到影响重大的程度。 至于很多人诟病的“华为旗舰卖的贵”，其实不完全跟芯片成本相关。 即使自主7nm产线成本高一些，菊厂也有自研芯片垂直整合的优势，成本方面压力没那么大。 Mate60/Pura70等机型的定价，有商业决策和品牌高端定位等等原因。 而且比起良率，目前影响相对更大的是产能。 事实上，很多人根本没意识到7nm制程有多么重大的战略意义，相关产能又有多么抢手。 麒麟9000s横空出世后，我曾写过一段话：芯片是数字世界的物理底座，在当下和未来高度信息化和智能化的社会中，更是扮演着举足轻重的角色。 应该说，环顾全球我国半导体产业链并不弱，尤其是在成熟制程领域已经有不菲积累。 但是在占据技术顶端和产业价值大头的先进制程领域，我国相关产业积累比较薄弱。 诚然，成熟制程（尤其是28nm黄金制程）在很多领域完全能满足要求。 但是在高新技术领域，太多太多的关键环节需要先进制程： 手机、平板、电脑……这些现代人日常生活必备工具，核心芯片都需要先进制程； 当代移动互联网依赖的通信基站，核心芯片也在逐步走向先进制程； 大国重器的科研仪器、超算，长期看也还是需要先进制程； 我国汽车产业借助智能电动车的产业革命，成功实现大跨越，对产业升级也做出了极大贡献。 但整车智能化的物理底座车机和算力芯片，已经以极快的速度迈入先进制程。 我并不认为美国芯片制裁能让新能源汽车的弯道超车化为泡影，但不可否认的是，如果不能突破先进制程的限制，本能够带动庞大就业的智能电动车产业链就可能发展受阻。 甚至连最近大火的AI领域，美帝也已经禁售中高端计算卡，试图通过卡住先进算力的方式打击中国在AI、流体力学、工程仿真等等领域的科技研发。 之前分析菊厂业务时，我曾说过一句话： 就像《三体》中地球基础科技被智子锁定一样，如果芯片代工问题得不到解决，菊厂在各个业务线都会撞上先进制程这堵墙。 更进一步说，这段话固然是针对华为海思，但又何尝不是整个中国产业升级的缩影呢？ 所以说，先进制程不仅对未来高新技术发展至关重要，更是对各行各业都有巨大影响，堪称我国产业升级最大、最核心的瓶颈。如何看待2023年9月，荷兰光刻机巨头阿斯麦CEO称「我们太自以为是了」，要是他看知乎还会这么认为吗？ 当时我就说，麒麟9000s在设计和制造两方面都是国内产业链的巨大突破，在美国最坚实的防线上硬生生凿出了突破口，对我国产业升级极具战略意义。 现在来看，事实再明显不过： 仅仅以菊厂自家而论，基站（天罡），AI（升腾），服务器（鲲鹏）……这几个领域哪个不比终端更关键？ 扩大到全国范围还有AI芯片、科研院所甚至超算……这几个领域哪个不比终端更关系国计民生？ 一旦有冲突，优先保哪个？之前我就写过基本的道理： 一方面，车机/算力芯片/AI计算卡等领域固然需要先进制程，但功耗限制远没有手机那么苛刻，需要的数量级也远没有手机芯片大。 相比智能手机动辄数百万乃至千万的出货量，车机/算力芯片/AI计算卡只有数十万到近百万的量级，更容易达成规模化量产； 另一方面，自主的先进制程早期良率和成本承压，肯定会优先选择能卖上价的产品。 手机就算再高端，撑死也就一万多一台。 而AI计算卡随随便便就是几万甚至十几万，智能电动车更是能达到几十万，很显然后者有助于撬动更庞大的产业链； 所以早在麒麟9000s横空出世前，升腾910B就已经开始批量供货。 本来我一直觉得，手机动辄千万级出货，AI计算卡那点量扔进去连点水花都溅不起来。 然而现在看，一方面升腾计算卡需求远超预期，Mate60系列也是热度不减，两边都在要产能； 另一方面，升腾面积大，一片晶圆能切出来几百颗麒麟9000s，却只能切出来几十片升腾910系列。 考虑到AI计算卡不论社会价值还是市场价格都高太多，真有冲突肯定是优先保AI。 尤其是前阵子美国断供高性能AI计算卡，直接导致升腾计算卡彻底卖爆。 只能说，苦一苦百姓，骂名AI来担。 另外，这个问题下又有人复读“且听龙吟”等烂梗。 但事实上，国产DUV已经在线上跑了，良率也逐渐爬坡，只不过很多消息没公开而已。 而且包括华为在内的国内一众企业，也已经投身EUV相关技术研发，很多工作跟DUV是并行的。 光刻机虽然难，但说到底也只是人类制造的技术设备。 在大方向和基础原理已经明确的前提下， 具体的Know How工作很大程度上是迭代和试错。 如果是正常的商业环境和产业研发逻辑，很多工作需要慢慢试一步一步做，耗费的时间自然会比较长。 但在涉及生死存亡的需求催动下，在下游庞大市场的喂养下，如果有必要，很多工作完全可以饱和式推进，技术迭代速度比某些壬预想的快的多。 via 知乎热榜 (author: 现实主义理想者)

台湾专家提到台积电有一名头号叛将，也就是我们中芯国际的联合首席执行官梁孟松，称他为“芯片魔术师”，一个常年为摩尔定律续命的男人，

#内幕消息 台湾专家提到台积电有一名头号叛将，也就是我们中芯国际的联合首席执行官梁孟松，称他为“芯片魔术师”，一个常年为摩尔定律续命的男人，芯片版奥本海默/邓稼先。 梁孟松1952年出生于中国台湾省，毕业于美国加州大学伯克利分校，毕业后进入AMD工作，在此期间发表了350篇技术论文，获得了181件半导体关键专利。1992年从AMD辞职进入台积电，2003年研发出鳍式场效应晶体管，率领台积电从180nm制程进入130nm制程，打败当时的芯片霸主IBM，一举从二流晋升全球一流大厂。 2006年，梁孟松的领导蒋尚义退休，本该接任COO职位+研发副总裁的梁孟松却被架空了，台积电董事长蔡力行从其他公司挖了两名高管接任台积电COO和研发副总裁职务，还把梁孟松的团队划拨给了二人，调梁去做基础架构工作，这波不升反降相当于官降二职，外加流放。 这对梁孟松来讲是奇耻大辱。 梁孟松是台积电有史以来专利数第二多的核心工程师，第一是蒋尚义，梁孟松实在咽不下这口气，向蔡力行请辞，想以退为进，结果张忠谋和蔡力行劝慰了几句，没有收回任命。 梁孟松继续在台积电待了两年，台积电连续突破了45nm和40nm制程，但这些功劳都成了别人的囊中之物，梁孟松决定辞职，张忠谋出面极力挽留，给他设立了一个“超越摩尔定律办公室”，这种奇怪的虚名不是他想要的。 于是梁孟松辞职，随着他的韩国籍妻子李宁男女士一起去了韩国散心，一段时间后进入韩国成均馆大学教书，被三星二代会长李健熙几度拜访，认为梁孟松是芯片届的比尔盖茨，有他便可以改变整个韩国的芯片产业。力邀梁孟松同时到三星半导体理工学院任教，学员都是三星高级的半导体资深工程师们，等梁孟松的竞业协议到期后，以1.36亿新台币（3000万人民币）的天价邀请他出任三星晶圆代工的技术长和执行副总。 给予他大量资金支持。 2011年，梁孟松一举解决了三星的技术困惑，让三星停止研发20nm制程研发，直接跨越到14nm制程，2014年量产成功，处于了国际领先地位。失去梁孟松的台积电在半年后才推出16nm制程，损失掉了苹果 高通骁龙的70+%订单，全都进入了三星的口袋。 要知道2009年三星的芯片年代工收益不足4亿美元，2010年代工收入激增至12亿美元，2013年达到39.5亿美元，大量芯片订单的转移导致台积电恼羞成怒，对梁孟松开启了司法追杀和舆论棒击，以狙击三星的进步和梁孟松的事业。 张忠谋亲自下令，官司打到底。 梁孟松成为台湾知名的头号叛将。 2015年台积电胜诉，梁孟松只能离开三星。 这时的梁孟松年薪4000万美金，其中2000万美金为固定工资，另有提成，波音专机，专用宾馆等等礼遇。 三星的制程工艺从此落后于台积电。 好在前电子工业部副司长周子学出任中芯国际董事长，从三星的例子上，意识到领先者并非战无不胜，三顾茅庐求见，希望梁孟松能在竞业期结束后加入中芯，梁孟松只提了一个要求，那就是团队要他自己来组建，列了一份几百人结构的人才清单，周子松很重视，奋力追求到了大量人才。 2017年，梁孟松正式加入中芯国际，当时还是28nm制程，国际上已经流行10nm制程。 梁孟松入职的第一年，先帮中芯国际把28nm制程的良品率从60%提高到85%+，稳固住了钱袋子。然后继续发挥他的教育才能和技术天赋，在2019年6月让中芯跳代进入了14nm制程并量产，良品率从3%巨幅提升到95%以上。 后来的故事大家也看到了，28nm 14nm 12nm 7nm还有N+1等技术均已进入规模量产。5nm和3nm的8大项技术也已经有序展开。 有了梁孟松的中芯国际从三流大厂一跃成名，用百米冲刺的速度，3年跑完了台积电10年走过的路。 这他妈就是人才！！！ 梁孟松在2020年也曾经提交过辞职，因为中芯董事会曾经想把蒋尚义空降到他的头上，这令梁孟松很不适。我特么能理解啊，这么一位让人respect的科技领袖，又那么善于带团队跨代研发的智者，他还需要向谁汇报呢？ 向谁汇报都会拉低科研进度。 于是蒋尚义没有能在中芯留下来，中芯给梁孟松涨了年薪（34万美金→153万美金） 送了豪宅（2250万）和股票（当时价值2800万），以体现满满诚意。 梁孟松的做法是把中芯给他的年薪，一部分注入了孟宁基金（取自梁孟松和他夫人李宁男中间的一个字，2018年设立），奖励给清华/复旦/交大/同济/哈工大，西安/成都/杭州/桂林/中国电子科技大学这10所微电子专业排名靠前的高校的优秀学生和贫困生，以追求中国人才的可持续化发展。 人家做这个就不是为了钱！ 是特么理想和抱负！ 所以这个九月中国华为有了7nm芯片，未来肯定会有5nm 3nm的芯片，是迈着无法阻挡的脚步。 Respect了，我的霸总大人梁孟松！ 响头磕在这里了！！！

AI芯片代工“爆单”代工之王台积电Q2销售额超预期大增40%

AI芯片代工“爆单”代工之王台积电Q2销售额超预期大增40% 周一，台积电美股盘中一度触及历史新高192.8美元，市值突破万亿美元大关。华尔街分析师指出，人工智能热潮驱动下对先进制程芯片的强劲需求将提振台积电的议价能力，花旗、高盛、麦格理等华尔街顶级投行也因此上调了对台积电的目标股价。台积电凭借在芯片制造领域数十年造芯技术积淀，以及长期处于芯片制造技术改良与创新的全球最前沿(开创FinFET时代，引领2nm GAA时代)，以领先全球芯片制造商的先进制程和封装技术，以及超高良率长期以来霸占全球绝大多数芯片代工订单，尤其是5nm及以下先进制程的芯片代工订单。台积电当前凭借其领先业界的2.5D/3D chiplet先进封装吃下市场几乎所有5nm及以下制程高端芯片封装订单，并且先进封装产能远无法满足需求，英伟达H100/H200供不应求，正是全面受限于台积电2.5D级别的 CoWoS封装产能。根据华尔街分析师预期，从2024年下半年开始，在英伟达GB200以及AMD全新MI325系列需求推动之下，3nm及以下先进制程将持续为台积电带来巨大营收贡献，而明年起3nm及以下制程和先进封装代工价格全面增长则有助于2025年以及后续几年营收加速增长。麦格理证券在最新发布的报告中指出，根据供应链访查，台积电多数客户已同意上调代工价格换取可靠的供应，这将带动台积电的毛利率进一步攀升。据分析师测算，台积电的毛利率将于2025年攀升至55.1%;2026年将逼近六成，达到59.3%。业内人士分析，此次涨价可能基于市场需求、产能和成本的综合考量。据悉，苹果()、高通()、英伟达()和AMD()等大厂已大规模预订台积电3nm家族制程产能，客户排队现象预计将持续至2026年。台积电目前仍然是苹果、英伟达、AMD以及博通等无晶圆(Fabless)芯片设计公司最核心的芯片制造商，尤其是为英伟达以及AMD所代工的数据中心服务器端AI芯片，被认为对驱动ChatGPT等生成式AI工具背后庞大的人工智能训练/推理系统最为关键的硬件基础设施，且没有之一。研究机构Gartner预计生成式AI和LLM发展将全面推动数据中心部署基于AI芯片的高性能服务器，该机构预计2024年全球AI芯片总营收规模将达到约710亿美元，较2023年大幅增长 33%，2025年则有望达到920亿美元。华尔街大行花旗预计AMD旗舰款AI 芯片MI300X在2024年能够占据约10% 份额，而台积电同样为AMD的独家芯片代工商。这些都显示出台积电在为顶级芯片公司提供代工服务方面无与伦比的重要性。在人工智能热潮的推动下，中国台湾过去一年出口了价值超420亿美元的图形处理单元(GPU)和相关设备。最新数据显示，中国台湾在6月GOU/相关设备出口总额为35亿美元，较上年同期增长近422%;中国台湾6月出口总额则同比增长23.5%，至近400亿美元。法国外贸银行高级经济学家Gary Ng表示：“中国台湾继续受益于人工智能热潮和科技行业周期性反弹，这可能会在未来几个月支持出口。”华尔街齐声看涨! 台积电股价有望继续往上冲台积电凭借在芯片制造领域数十年造芯技术积淀，以及长期处于芯片制造技术改良与创新的全球最前沿(开创FinFET时代，引领2nm GAA时代)，以领先全球芯片制造商的先进制程和封装技术，以及超高良率长期以来霸占全球绝大多数芯片代工订单，尤其是5nm及以下先进制程的芯片代工订单。根据华尔街分析师预期，从2024年下半年开始，在英伟达GB200以及AMD全新MI325系列需求推动之下，3nm及以下先进制程将持续为台积电带来巨大营收贡献，而明年起3nm及以下制程和先进封装代工价格全面增长则有助于2025年以及后续几年营收加速增长。麦格理证券最新的一份报告指出，台积电通过供应链访查得知，多数客户已同意代工价格上调以确保稳定供应，这将推动台积电毛利率进一步上升。分析师预计，到2025年，台积电的毛利率将攀升至55.1%，2026年有望进一步逼近六成，达到59.3%。业内人士分析，此次涨价可能基于市场无比强劲的需求、台积电产能限制和成本的综合考量。苹果和英伟达等台积电大客户已大规模预订台积电3nm家族制程产能，客户3nm代工合约排队现象预计将持续至2026年。据台湾工商时报消息，明年台积电3nm代工报价涨幅有可能在5%以上，以CoWoS为代表的chiplet先进封装明年年度报价涨幅在10%-20%。在6月4日的股东大会上，全面掌舵台积电的新任董事长兼首席执行官魏哲家已明示台积电的涨价想法，魏哲家还在6月4日股东大会上透露：目前市面上几乎所有AI芯片由台积电制造。华尔街顶级投行近期纷纷大举上调台积电目标股价，核心逻辑均在于人工智能带来的AI芯片需求激增，以及2025年可能出现的利润丰厚的3nm级别工艺和先进封装代工价格大幅上涨大幅推高该公司业绩以及估值。鉴于获利前景逐年成长，以及台积电多数客户同意调升代工合约价格以换取稳定可靠的芯片供应，有望带动未来毛利率将逐年攀升。麦格理除维持台积电“优于大盘”评级外，并将台积电台股的目标价大幅上调28%至1280新台币，截至周三，台积电台股价格收于1045新台币。在最新公布的研报中，华尔街大行花旗集团则将台积电目标股价从此前预测的1030新台币上调至1150新台币，远高于当前台积电台股价格。花旗预计，随着AI大模型技术的快速发展迭代和应用范围不断扩大，台积电将从数据中心和边缘AI的芯片强劲需求中全面获益，尤其是在更先进的3nm以及2nm或以下的芯片制造工艺。花旗预计，到2025年底，包括英伟达新款AI GPU在内的全球大多数服务器AI加速器将迁移到3nm工艺，甚至一部分可能将尝试台积电更昂贵的2nm或者1.8nm工艺，这将为台积电带来更大规模订单，其3nm芯片制造工艺利用率预计将至少在2025年保持供不应求状态。花旗预计，台积电先进制造工艺(即5nm以下工艺)平均代工报价可能将在2025年上涨5%-10%。高盛集团的分析师们预计台积电3nm和5nm芯片制造价格皆将以“个位数百分比”上涨，并将其12个月目标价格上调19%至1160新台币。包括Bruce Lu在内的高盛分析师们周二在一份报告中写道:“我们现在看到，在围绕人工智能的积极情绪日益高涨的情况下，台积电的风险回报非常具有吸引力。”“随着人工智能应用规模不断扩散，我们认为台积电是最核心受益者之一。”此外，高盛予以台积电美股ADR高达218美元目标价(台积电美股ADR最新收盘价184.52美元)。 ... PC版： 手机版：

华为高管谈我国芯片技术：3/5nm肯定得不到 解决7nm就非常非常好了

华为高管谈我国芯片技术：3/5nm肯定得不到 解决7nm就非常非常好了 “中国创新的方向就必须要依托于我们芯片能力的方向，我们的创新方向不能在单点的芯片工艺上，我们的创新方向应该在系统架构上。”这位华为常务董事说道。事实上，对于国产半导体厂商来说，未来很长时间想要生产7nm及其以下的芯片依然是困难的。半导体行业协会（SIA）和波士顿咨询公司（BCG）的报告显示，2032年中国将生产28%的10nm以下芯片，但先进制程预计只有2%。与中国一样，美国目前也不具备生产10nm以下芯片的能力，但这对于他们来说问题并不大，台积电、三星等都已经开始在其本土建厂。预计未来十年，美国的芯片生产能力将增长203%。到2032年，美国的芯片生产能力将占全球总生产能力的14%。对于10至22nm的芯片，到2032年，中国的生产能力份额将增加两倍，从6%增加到19%。对于28nm以上的芯片，预计中国的份额增幅最大，将从2022年的33%增至2032年的37%。 ... PC版： 手机版：

中国为何豪赌Chiplet芯片技术？

中国为何豪赌Chiplet芯片技术？ 在过去的一年里，中国政府和风险投资者都在着力扶持国内的芯片产业。学术研究人员受到激励，以解决芯片制造所涉及的前沿问题，而一些芯片初创企业已经生产出了首批Chiplet产品。传统芯片将所有组件集成在一块硅片上，而Chiplet则采用模块化方式。每个芯片都有专门的功能，如数据处理或存储；然后将它们连接成一个系统。由于每个芯片的体积更小、功能更专一，因此制造成本更低，出现故障的可能性也更小。同时，系统中的单个芯片可以更换为更新、更好的版本，以提高性能，而其他功能组件则保持不变。由于Chiplet具有在后摩尔定律时代支持持续增长的潜力，《麻省理工科技评论》将其选为2024年十大突破性技术之一。芯片领域的强大公司，如 AMD、英特尔和苹果，已经在其产品中使用了这项技术。对这些公司来说，Chiplet是半导体行业不断提高芯片计算能力的几种方法之一，尽管它们有物理上的限制。但对于中国的芯片公司来说，它们可以减少在国内开发更强大芯片所需的时间和成本，并为人工智能等不断增长的重要技术领域提供产品。要将这种潜力变为现实，这些公司需要投资于芯片封装技术，将芯片连接到一个设备中。半导体情报公司 TechInsights 的工艺分析师卡梅隆-麦克尼尔（Cameron McKnight-MacNeil）说："开发利用Chiplet设计所需的先进封装技术无疑是中国的任务之一。众所周知，中国拥有部署芯片组的一些基础底层技术"。实现高性能芯片的捷径几年来，美国政府一直利用出口黑名单来限制中国半导体产业的发展。其中一项制裁于 2022 年 10 月实施，禁止向中国出售任何可用于制造 14 纳米一代芯片（相对先进但非尖端）以及更先进芯片的技术。多年来，中国政府一直在寻找克服由此造成的芯片制造瓶颈的方法，但要在光刻技术利用光线将设计图案转移到硅基材料上的工艺等领域取得突破可能需要几十年的时间。如今，与台湾、荷兰和其他国家的公司相比，中国的芯片制造能力仍然落后。麦克奈特-麦克尼尔说："虽然我们现在已经看到（中芯国际）通过DUV工艺生产7纳米芯片，但我们怀疑生产成本高，产量低。"不过，Chiplet技术有望摆脱这一限制。通过将芯片的功能分离成多个芯片模块，可以降低制造每个单独部件的难度。如果中国无法购买或制造单个功能强大的芯片，就可以连接一些有能力制造的较低级芯片。它们组合在一起，就有可能达到与美国阻止中国使用的芯片类似的计算能力水平，甚至更高。但这种芯片制造方法对半导体行业的另一个领域提出了更大的挑战：封装，即组装芯片的多个组件并测试成品设备性能的过程。要确保多个芯片能够协同工作，需要比传统单片芯片更复杂的封装技术。这一过程中使用的技术被称为先进封装。这相对对中国来说是一个更容易的提升。如今，中国公司已经生产了全球 38% 的芯片封装产品。台湾和新加坡的公司仍然掌握着更先进的技术，但要在这方面迎头赶上并不那么困难。"封装Chiplet的标准化程度较低，自动化程度也较低。它更依赖于熟练的技术人员，"哥伦比亚大学研究电信和芯片设计的教授哈里什-克里什纳斯瓦米说。由于中国的劳动力成本仍然比西方国家低得多，"我认为中国不需要几十年就能赶上"，他说。资金正在流入芯片行业与半导体行业的其他领域一样，开发芯片也需要资金。但出于快速发展国内芯片产业的紧迫感，中国政府和其他投资者已经开始向芯片研究人员和初创企业投资。2023 年 7 月，中国国家自然科学基金委员会（国家基础研究的最高基金）宣布，计划资助 17 至 30 个芯片研究项目，涉及设计、制造、封装等。该组织表示，计划在未来四年内发放 400 万至 650 万美元的研究经费，目标是将芯片性能提高"一到两个量级"。该基金更侧重于学术研究，但一些地方政府也准备投资于芯片的产业机会。无锡是中国东部的一个中等城市，它正将自己定位为芯片生产中心 - "芯粒之谷"。去年，无锡政府官员提议设立一个折合 1400 万美元的基金，用于将芯片公司引入该市，该基金已经吸引了一些国内公司。与此同时，一批定位在Chiplet领域研发的中国初创企业也获得了风险投资的支持。北极雄芯（Polar Bear Tech）是一家开发通用和专用芯片的中国初创公司，2023 年获得了超过 1400 万美元的投资。该公司于 2023 年 2 月发布了首款基于芯片的人工智能芯片"启明 930"。其他几家初创公司，如 Chiplego（芯砺智能）、Calculet（原粒半导体）和 Kiwimoore（奇异摩尔）也获得了数百万美元的投资，用于制造汽车专用芯片或多模态人工智能模型。挑战依然存在选择Chiplet方法需要权衡利弊。虽然它通常能降低成本并提高定制能力，但在芯片中包含多个组件意味着需要更多的连接。如果其中一个出现问题，整个芯片就会失效，因此模块之间的高度兼容性至关重要。连接或堆叠多个芯片还意味着系统耗电更多，发热更快。这可能会影响性能，甚至损坏芯片本身。为了避免这些问题，设计Chiplet的不同公司必须遵守相同的协议和技术标准。2022 年，全球各大公司联合提出了通用芯片互连快车（UCIe），这是一个关于如何连接芯片的开放标准。但所有参与者都希望自己拥有更大的影响力，因此一些中国实体提出了自己的芯片组标准。事实上，不同的研究联盟在 2023 年提出了至少两个中国芯片组标准，作为 UCIe 的替代标准，而 2024 年 1 月出台的第三个标准则将重点放在了数据传输而非物理连接上。最初的光刻工具相当简单，但生产当今芯片的技术却是人类最复杂的发明之一。如果没有一个行业内人人认可的通用标准，芯片就无法实现该技术所承诺的定制化水平。它们的缺点可能会让全球的公司重新使用传统的一体式芯片。对中国来说，采用芯片技术还不足以解决其他问题，比如难以获得或制造光刻机。将几种不那么先进的芯片组合在一起，可能会提升中国芯片技术的性能，并替代中国无法获得的先进技术，但却无法生产出远远领先于现有一线产品的芯片。而且，随着美国政府不断更新和扩大对半导体的制裁，芯片技术也可能受到限制。2023 年 10 月，美国商务部修订了早前对中国半导体行业的制裁措施，其中包括一些新的措辞和对芯片的一些提及。修正案增加了新的参数，以确定哪些技术被禁止出售给中国，其中一些新增参数似乎是为衡量芯片的先进程度而量身定制的。虽然世界各地的芯片工厂并不受限制为中国生产不太先进的芯片，但商务部的文件还要求他们评估这些产品是否会成为功能更强大的集成芯片的一部分，这就给他们施加了更大的压力，要求他们核实自己的产品最终不会成为被禁止向中国出口的产品的部件。由于存在各种现实和政治障碍，无论投入多少政治意愿和投资，芯片组的发展仍需时日。它可能是中国半导体产业制造更强芯片的捷径，但不会是解决中美技术战的灵丹妙药。 ... PC版： 手机版：

DRAM，走向3D

DRAM，走向3D 早前的DRAM可以满足业界需求，但随着摩尔定律推进速度放缓，DRAM技术工艺也逐渐步入了瓶颈期。从技术角度上看，随着晶体管尺寸越来越小，芯片上集成的晶体管就越多，这意味着一片芯片能实现更高的内存容量。目前DRAM芯片工艺已经突破到了10nm级别。虽然10nm还不是DRAM的最后极限，但多年来随着DRAM制程节点不断缩小，工艺完整性、成本、电容器漏电和干扰、传感裕度等方面的挑战愈发明显，要在更小的空间内实现稳定的电荷存储和读写操作变得日益困难。据Tech Insights分析，通过增高电容器减小面积以提高位密度（即进一步减小单位存储单元面积）的方法即将变得不可行。上图显示，半导体行业预计能够在单位存储单元面积达到约10.4E-4µm2前（也就是大约2025年）维持2D DRAM架构。之后，空间不足将成为问题，这将提升对垂直架构，也就是3D DRAM的需求。另一方面，随着数据量爆炸性增长，尤其是云计算、人工智能、大数据分析等领域对高速、大容量、低延迟内存的需求持续攀升，市场对更高密度、更低功耗、更大带宽的DRAM产品有着强烈需求。在市场需求和技术创新的驱动下，3D DRAM成为了业界迫切想突破DRAM工艺更高极限的新路径。3D DRAM，迎来新进展传统的内存单元数组与内存逻辑电路分占两侧的2D DRAM存储相比，3D DRAM是一种将存储单元（Cell）堆叠至逻辑单元上方的新型存储方式，从而可以在单位晶圆面积上实现更高的容量。采用3D DRAM结构可以加宽晶体管之间的间隙，减少漏电流和干扰。3D DRAM技术打破了内存技术的传统范式。这是一种新颖的存储方法，将存储单元堆叠在逻辑单元之上，从而在单位芯片面积内实现更高的容量。3D DRAM的优势不仅在于容量大，其数据访问速度也快。传统的DRAM在读取和写入数据时需要经过复杂的操作流程，而3D DRAM可以直接通过垂直堆叠的存储单元读取和写入数据，极大地提高了访问速度。此外，3D DRAM还具有低功耗、高可靠性等特点，使其在各种应用场景中都具有显著优势。十多年来，业界一直致力于这个方向，特别是受到3D NAND商业和功能成功的推动。迄今为止，许多3D DRAM概念已经提出并申请了专利，一些主要DRAM厂商正在进行晶圆级测试。3D DRAM技术的专利族趋势，2009年- 2023年预测走势图能看到，自2019年以来，美国申请的专利数量急剧增加，这或许意味着3D DRAM正在迎来新的进展。行业主要厂商正在逐渐加大对3D DRAM技术的开发投入，并且通过专利保护的方式为未来的市场竞争和技术主导权做准备。这种策略反映出3D DRAM技术的战略重要性和潜在的巨大商业价值。厂商，竞逐3D DRAM三星电子雄心勃勃，加速3D DRAM商业化自2019年以来，三星电子一直在进行3D DRAM的研究，并于同年10月宣布了业界首个12层3D-TSV技术。2021年，三星在其DS部门内建立了下一代工艺开发研究团队，专注3D DRAM领域研究。2022年，三星准备通过逻辑堆叠芯片SAINT-D解决DRAM堆叠问题，该设计旨在将8个HBM3芯片集成在一个巨大的中介层芯片上。图源：三星官网2023年5月，三星电子在其半导体研究中心内组建了一个开发团队，大规模生产4F2结构DRAM。由于DRAM单元尺寸已达到极限，三星想将4F2应用于10nm级工艺或更先进制程的DRAM。据报道，如果三星的4F2 DRAM存储单元结构研究成功，在不改变制程的情况下，裸片面积可比现有6F2 DRAM存储单元减少约30%。同年10月，三星电子宣布计划在下一代10nm或更低的DRAM中引入新的3D结构，旨在克服3D垂直结构缩小芯片面积的限制并提高性能，将一颗芯片的容量增加100G以上。今年早些时候，三星电子还在美国硅谷开设了一个新的R&D研究实验室，专注于下一代3D DRAM芯片的开发。能看到，三星电子聚焦3D DRAM市场，一直在开发新技术。在近日举行的Memcon 2024上，三星电子再次公布了其关于3D DRAM开发的雄心勃勃计划，并明确表示将在2030年前实现这一技术的商业化。图源 Semiconductor Engineering三星电子副社长李时宇在会上详细介绍了4F2 Square VCT DRAM及3D DRAM的研发进展，显示出三星在紧凑型高密度内存领域的领先地位。4F2 Square VCT DRAM是一种基于VCT（垂直沟道晶体管）技术的紧凑型DRAM设计。上文提到，4F2 Square VCT DRAM通过垂直堆叠技术，将DRAM单元尺寸比现有的6F2 Square DRAM减少约30%，在提高能效的同时大幅降低了单元面积。然而，实现这一技术并非易事。三星指出，4F2 Square VCT DRAM的开发需要极高的制造精度和更优质的生产材料，还需要解决新材料的应用问题，如氧化沟道材料和铁电体的研发。相较于在DRAM单元结构上向z方向发展的VCT DRAM，三星电子还聚焦在VS-CAT（Vertical Stacked-Cell Array Transistor，垂直堆叠单元阵列晶体管）DRAM上，该技术类似3D NAND一样堆叠多层DRAM。除通过堆叠提升容量外，VS-CAT DRAM 还能降低电流干扰。三星电子预计其将采用存储单元和外围逻辑单元分离的双晶圆结构，因为延续传统的单晶圆设计会带来严重的面积开销。在分别完成存储单元晶圆和逻辑单元晶圆的生产后，需要进行晶圆对晶圆（W2W）混合键合，才能得到 VS-CAT DRAM成品。据悉，目前三星电子已在内部实现了16层堆叠的VS-CAT DRAM。三星电子还在会议上探讨了将BSPDN背面供电技术用于3D DRAM内存的可能性，认为该技术有助于于未来对单个内存bank的精细供电调节。尽管东京电子预测VCT DRAM的商用化要到2027年才能实现，但三星内部对3D DRAM的商业化充满信心，计划在2025年内部发布4F2 Square工艺，并逐步推进3D DRAM的研发，预计在2030年之前推出市场。SK海力士：聚焦3D DRAM新一代沟道材料SK海力士也在积极研发3D DRAM。SK海力士表示，3D DRAM可以解决带宽和延迟方面的挑战，并已在2021年开始研究。据韩媒Business Korea去年的报道，SK海力士提出了将IGZO作为3D DRAM的新一代沟道材料。IGZO是由铟、镓、氧化锌组成的金属氧化物材料，大致分为非晶质IGZO和晶化IGZO。其中，晶化IGZO是一种物理、化学稳定的材料，在半导体工艺过程中可保持均匀的结构，SK海力士研究的正是这种材料，其最大优势是其低待机功耗，这种特点适合要求长续航时间的DRAM芯晶体管，改善DRAM的刷新特性。据透露，SK海力士将会在今年披露3D DRAM电气特性的相关细节，到时候公司将会明确3D DRAM的发展方向。美光：专利数量遥遥领先3D DRAM领域的技术竞争正在加剧。据TechInsights称，美光在2019年就开始了3D DRAM的研究工作。截止2022年8月，美光已获得了30多项3D DRAM专利。相比之下，美光专利数量是三星和SK海力士这两家韩国芯片制造商的两三倍。在2022年9月接受采访的时候，美光公司确认正在探索3D DARM的方案。美光表示，3D DRAM正在被讨论作为继续扩展DRAM的下一步。为了实现3D DRAM，整个行业都在积极研究，从制造设备的开发、先进的ALD、选择性气相沉积、选择性蚀刻，再到架构的讨论。美光的3D DRAM方案，网上并没有看到太多介绍。不过据Yole强调，美光提交了与三星电子不同的3D DRAM专利申请。美光的方法是在不放置Cell的情况下改变晶体管和电容器的形状。除此以外，Applied Materials和Lam Research等全球半导体设备制造商也开始开发与3D DRAM相关的解决方案。NEO：推出3D X-DRAM技术除了存储三巨头之外，还有行业相关公司也在进行3D DRAM的开发。例如，美国存储器技术公司NEO Semiconductor推出了一种名为3D X-DRAM的技术，旨在克服DRAM的容量限制。3D X-DRAM的单元阵列结构类似于3D NAND Flash，采用了FBC（无电容器浮体单元）技术，它可以通过添加层掩模形成垂直结构，从而实现高良率、低成本和显著的密度提升。图源：NE... PC版： 手机版：