就在台积电宣称先进工艺将继续演进的时候,它的供应商ASML却表示光刻机已达到天花板,当前的芯片制造技术路线也即将达到极限,与台积电的表态迥异,这可谓扇了台积电的耳光,两者对先进工艺的态度将引发芯片制造行业的争论。
当前的芯片制造工艺技术路线已经延续了20多年,从早年的干式光刻机到浸润式DUV光刻机,再到如今的EUV光刻机,其实核心技术并没有发生变化,都是以光刻机作为生产芯片的主要设备,只不过是通过不同的技术手段缩短激光波长从而实现更精细的光刻机,进而实现更先进的工艺。 然而激光的波长再如何通过技术手段缩短,它也有极限,ASML正是据此强调即将量产的High NA EUV光刻机将是最后一代光刻机,当前的光刻技术已达到极限,无法再进一步缩短激光波长来生产更先进的工艺。 不仅光刻机的技术即将达到极限,硅基芯片也逐渐达到极限,业界人士曾认为1nm将是硅基芯片的极限,不过近期美国有企业表示已通过技术手段可以进一步将硅基芯片的提升到0.7nm,然而业界人士指出0.7nm相当于两个硅原子的厚度,如此情况如何确保绝缘将是大问题,能否量产依然有疑问。 无论是硅基芯片自身的特性,还是光刻机的局限,都说明了当前的芯片制造技术已接近天花板,延续当前的技术路线已越来越难了,事实上台积电的3nm就已被延期,而2nm工艺虽然说到2025年量产,其实也已比此前的1-2年升级一代芯片制造工艺放缓,都说明了这条路线的难度在快速提升。
ASML和台积电可谓一对好基友,在2005年之前台积电在芯片制造行业其实并未如今天如此辉煌,那时候的台积电相对于Intel来说可谓小弟弟,它的芯片代工事业正在积极寻找突破方向。 ASML在2005年前后则为生存而努力,它在光刻机市场占有的份额相当有限,当时的光刻机两强分别是佳能和尼康,而佳能和尼康理所当然会优先照顾大客户Intel,如此情况下台积电和ASML却意外地走到一起,合作的起因恰恰是浸润式光刻机技术。 台积电的技术大牛林本坚当时研发出了浸润式光刻机技术,然而佳能和尼康担忧这项技术会终结它们的干式光刻机,因此拒绝了;此时正为生计发愁的ASML却认为浸润式光刻机是一个机会,因此主动找上林本坚,双方一拍即合,由此成就了双方的事业。 随后ASML在台积电的支持下迅速研发出了浸润式光刻机技术,而台积电则成为浸润式光刻机的首个客户,从此开启了两家企业的辉煌,ASML在2008年终结了佳能和尼康两强的地位;台积电的芯片制造发展得到加速,但是台积电真正赶超Intel则是在2015年之后,特别是自10nm工艺之后,台积电彻底在芯片制造工艺方面超越了Intel。 曾经合作紧密的ASML和台积电如今却对先进工艺的发展给出了不同的意见,这自然颇为罕见,或许ASML更实诚,而台积电则是以芯片代工为核心业务,台积电当然不希望任何对它的芯片制造业务不利的消息,然而现实可能与ASML的说法更加吻合,台积电的3nm工艺不仅延迟了,更因为性能参数不达标导致如今没有客户采用,2nm能否如期推进已存疑问。
相比起台积电基于自身利益而认为先进工艺还将继续演进,诸多芯片企业却并未认可台积电的说法,因此芯片企业已开始研发新的封装技术,通过封装技术的变革进一步提升性能,而不再是仅靠芯片制造工艺的演进,这似乎印证了ASML的说法,先进工艺确实已达到天花板,需要另寻它路提升芯片性能。 除了继续改良先有的硅基芯片技术之外,全球芯片行业还开始研发第四代芯片材料,希望通过采用新材料与先有的芯片制造工艺相结合提升性能,这方面都印证了先进工艺逐渐达到天花板,台积电以当前的芯片技术路线已很难确保领先优势, 只是ASML的打脸让台积电特别难看罢了。
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