第一臺(tái)EUV后年有望中國(guó)落地,中芯國(guó)際趙海軍:7nm是大勢(shì)所趨

　　“重要的事情講三遍，我做運(yùn)營(yíng)副總裁的時(shí)候就講過(guò)這方面的內(nèi)容，現(xiàn)在擔(dān)任了公司的CEO，依然要講。我覺(jué)得中國(guó)半導(dǎo)體要做的，萬(wàn)變不離其宗，首先就是要把大生產(chǎn)技術(shù)做好，真正把我們的制造業(yè)做到有足夠的競(jìng)爭(zhēng)力。”現(xiàn)任中芯國(guó)際集成電路制造有限公司首席執(zhí)行官的趙海軍在“2017年北京微電子國(guó)際研討會(huì)”強(qiáng)調(diào)了自己的觀點(diǎn)。

　　摩爾定律依然有效

　　最近，關(guān)于摩爾定律的討論不絕于耳。有人說(shuō)，現(xiàn)在是后摩爾定律時(shí)代;更有人說(shuō)，摩爾定律已死。對(duì)此，趙海軍認(rèn)為，摩爾本人是個(gè)英雄，他控制著Intel的研發(fā)進(jìn)程。他在任的時(shí)候，要求團(tuán)隊(duì)既不能快，也不能慢，嚴(yán)格按照他說(shuō)的，每?jī)赡昵斑M(jìn)一代。但現(xiàn)在他已經(jīng)退休，摩爾定律不再那么精準(zhǔn)也很正常。

　　趙海軍表示，半導(dǎo)體制造工藝向更高水平的小尺寸方向走，畢竟還是有其客觀需求的，這源于成本控制，以及高集成度的需求。同樣，摩爾定律也是這樣，它依然是有需求的，但已經(jīng)不是兩年前進(jìn)一代了，而是兩年三代了，也就是說(shuō)，它變快了。

　　EUV 已在 7nm 工藝上占據(jù)主流

　　在趙海軍看來(lái)，目前，EUV 光刻設(shè)備和技術(shù)已經(jīng)在7nm工藝上占據(jù)主流，但也存在著最主要的矛盾，因?yàn)?EUV 的變化太大，一切似乎都是全新的，一切都得從頭來(lái)。但我們依然要去做7nm，為什么呢? 首先，在die尺寸方面，從28nm到14nm，按正比例縮小，可以縮小到原來(lái)四分之一，而從14nm到7nm，又進(jìn)一步縮小了四分之三;其次，在性能方面，從28nm到14nm，提升了44%，而從14nm到7nm，性能又提升了43%。而中芯國(guó)際如果攻克從28nm到7nm難關(guān)的話，性能可以提升68%。可見(jiàn)，7nm已是大勢(shì)所趨。

　　此外，趙海軍認(rèn)為，7nm工藝上使用的是標(biāo)準(zhǔn)的193nm波長(zhǎng)EUV光刻技術(shù)，再配合噴水的浸潤(rùn)式技術(shù)。這樣做最大的特點(diǎn)是容易，因?yàn)榭梢允褂靡郧暗慕?jīng)驗(yàn)。但是，他也有壞處，因?yàn)樗?0多個(gè)layer，制造的過(guò)程中需要很多設(shè)備，成本特別高，管理難度也增大了，而且周期特別長(zhǎng)。

　　現(xiàn)在，業(yè)界也有一個(gè)類似的“摩爾定律”，即60天。什么意思?半導(dǎo)體市場(chǎng)很大，但真正屬于你的是有限的，你所能看到的客戶需求就是價(jià)錢和性能，但是你能看多遠(yuǎn)?趙海軍謙虛的表示，我只能看到未來(lái)地3個(gè)季度，如果有人很確定的說(shuō)他能看到4個(gè)季度后的需求情況，都是胡扯!因此，對(duì)市場(chǎng)的反應(yīng)速度非常重要。在制造業(yè)內(nèi)，有個(gè)不成文的規(guī)定，就是要在60天之內(nèi)，把符合客戶要求的硅片交到他們手中，后續(xù)還要做封裝測(cè)試等工作，大概一個(gè)月，加起來(lái)一共是一個(gè)季度，這樣的周期是最為合理、靠譜的。

　　60天之內(nèi)做完，難度很大。如果是以前的0.18微米、0.25微米工藝，實(shí)現(xiàn)起來(lái)很容易，因此那時(shí)只需要20~26個(gè)layer。但是做7nm，卻需要82個(gè)layer，要在60天內(nèi)做完，是一件很難的事情。因此，做大生產(chǎn)技術(shù)必須要用到EUV，EUV最大的優(yōu)點(diǎn)是可以20多天出廠，而用其他工藝要80多天。

　　趙海軍表示，談到大生產(chǎn)技術(shù)，就要考慮設(shè)備問(wèn)題，即你買的設(shè)備是不是比同等工藝節(jié)點(diǎn)的對(duì)手引進(jìn)的早，是否先進(jìn)很多，是否真的有競(jìng)爭(zhēng)力，能不能把競(jìng)爭(zhēng)力帶給你的客戶。這些都是非常重要的。

　　據(jù)集微網(wǎng)了解，在2017年，EUV光刻機(jī)年產(chǎn)量全球只有12臺(tái)，幾乎每一個(gè)月只生產(chǎn)出一臺(tái)。目前，作為光刻機(jī)的龍頭的阿斯麥(ASML)占據(jù)著高達(dá)80%的市場(chǎng)，EUV光刻機(jī)能否交給國(guó)內(nèi)客戶的手上，牽動(dòng)著國(guó)內(nèi)晶圓廠客戶7納米制程以下的演進(jìn)發(fā)展。此前，ASML中國(guó)區(qū)總裁金泳璇(Young-Sun Kim)接受專訪時(shí)表示，國(guó)內(nèi)晶圓廠與國(guó)際客戶“一視同仁”，只要客戶下單EUV要進(jìn)口到國(guó)內(nèi)完全不是問(wèn)題。目前已有國(guó)內(nèi)晶圓廠巨頭與ASML展開7納米工藝制程的EUV訂單洽談，最快可望于2019年，國(guó)內(nèi)第一臺(tái)EUV可望于中國(guó)落地。

　　物聯(lián)網(wǎng)、5G等新興應(yīng)用最適合采用FinFET工藝

　　趙海軍表示，2001年的時(shí)候，很多做半導(dǎo)體的都難以繼續(xù)下去，主要有兩個(gè)原因：一是受到互聯(lián)網(wǎng)泡沫破滅的沖擊，整個(gè)市場(chǎng)的行情相當(dāng)慘淡，價(jià)錢很低，很難盈利;二是，硅單晶常溫下的電壓是1.12V，再降的話，電阻會(huì)變大，發(fā)射效率問(wèn)題會(huì)很突出，也就能做到1V左右，很難再降低了。在2001年便遇到了這樣的瓶頸，為了解決問(wèn)題，于是出現(xiàn)了兩種解決方案：

　　一是在電路設(shè)計(jì)上做文章，即不然所有的電路模塊同時(shí)工作，根據(jù)需要，只讓一部分工作，這就在很大程度上解決了功耗問(wèn)題，這實(shí)際上就是多核的概念。

　　另外一個(gè)方法，就是在制程工藝方面，改變硅材料的做法，即在增加電流的情況下，發(fā)熱量不變，這就需要減少漏電流，實(shí)現(xiàn)方法就是增加載流子的遷移率。胡正明教授發(fā)明的FinFET技術(shù)，很好地解決了這個(gè)問(wèn)題，現(xiàn)在，晶體管上耗面積的已經(jīng)不是溝道寬度了，而是晶體管的長(zhǎng)度，因?yàn)檫@種立體結(jié)構(gòu)，使得單位面積上的驅(qū)動(dòng)能力加強(qiáng)了，就不需要很大的晶體管尺寸，從而使得7nm、5nm、3nm實(shí)現(xiàn)起來(lái)容易了很多，不需要做顛覆性的工藝結(jié)構(gòu)改變，只需要把溝道的做得深一點(diǎn)。

　　趙海軍強(qiáng)調(diào)，3D NAND和FinFET邏輯電路的原理是相通的。此外，從28nm到14nm的FinFET工藝，雖然電流增大了，但溝道并沒(méi)有減小，再加上工藝方面的改善，可以使漏電減少兩個(gè)數(shù)量級(jí)。這很適合物聯(lián)網(wǎng)、5G等新興應(yīng)用對(duì)低功耗的迫切要求。因此可以說(shuō)，未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)中用到的芯片，采用FinFET工藝是最為理想的選擇。

　　物聯(lián)網(wǎng)和 5G 將會(huì)有很大的發(fā)展

　　目前，中國(guó)有1300多家IC設(shè)計(jì)公司，由于很多是同一家公司的分公司，所以估計(jì)有500——600家。這些IC設(shè)計(jì)公司都在做什么?趙海軍表示，他們會(huì)先在低端搶市場(chǎng)，達(dá)到一定市場(chǎng)規(guī)模和收入水平后，開始做毛利率相對(duì)較高的終端，最終如果上市了，就開始沖刺高端，做品牌。

　　趙海軍表示，未來(lái)，我們要做大生產(chǎn)，首先就是工廠，50億~60億美元的話，首先要做的產(chǎn)品，也是大熱的物聯(lián)網(wǎng)，其特點(diǎn)就是少量多樣。由于當(dāng)今的EDA軟件越來(lái)越強(qiáng)大，使得很多系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)公司做芯片的門檻逐漸降低，像蘋果、谷歌、華為、小米、百度等公司，都在不斷加強(qiáng)在自研芯片方面的投入力度。可以說(shuō)，這些做云端的大的系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)公司的需求，代表著未來(lái)集成電路的需求。

　　還有一個(gè)需求便是5G。趙海軍表示，對(duì)于電話來(lái)講，5G純屬多余，但是從數(shù)據(jù)量的存儲(chǔ)來(lái)講，5G是非常必要的。但是5G有一個(gè)壞處，5G 的阻擋很厲害，如果旁邊有一顆樹擋住，為了解決這一瞬間的擋漏就存在一個(gè)無(wú)窮大的數(shù)據(jù)傳輸問(wèn)題。相信未來(lái)，5G肯定會(huì)有非常大的發(fā)展。

　　代工行業(yè)前途遠(yuǎn)大，手機(jī)依然是Foundry廠的主營(yíng)業(yè)務(wù)

　　近些年，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)緩慢，其增長(zhǎng)率似乎與美元的貶值速度差不多。那么未來(lái)的增長(zhǎng)在哪呢?對(duì)此，趙海軍認(rèn)為，未來(lái)，手機(jī)的數(shù)量肯定還是增長(zhǎng)的，人工智能(AI)更會(huì)快速增長(zhǎng)。而在這些未來(lái)的收入當(dāng)中，有六分之一是有Foundry提供的，即360億美元市場(chǎng)當(dāng)中，有60億美元是屬于Foundry的。

　　未來(lái)，F(xiàn)oundry的增長(zhǎng)速度是非?？斓?。趙海軍強(qiáng)調(diào)，F(xiàn)oundry廠有60%多的業(yè)務(wù)來(lái)源于手機(jī)，汽車是未來(lái)，但就目前來(lái)看，其占總輸入的比例還是比較小。所以，今后很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，手機(jī)依然是眾Foundry廠的首要考量板塊。

　　趙海軍表示，經(jīng)過(guò)專門的分析，發(fā)現(xiàn)手機(jī)其實(shí)也很復(fù)雜，手機(jī)里有處理器SoC，RF，生物識(shí)別、傳感器、顯示驅(qū)動(dòng)、電源管理等不同的功能電路，還要區(qū)分非洲，南美洲，亞洲等不同的區(qū)域市場(chǎng)，以及不同的制程工藝節(jié)點(diǎn)。此外，越來(lái)越多的手機(jī)開始采用OLED顯示，這種屏幕的驅(qū)動(dòng)電路與傳統(tǒng)LCD的驅(qū)動(dòng)有很大區(qū)別，它對(duì)數(shù)據(jù)量的存儲(chǔ)提出了更高的要求。

　　最后，趙海軍提到，中芯國(guó)際雖然已經(jīng)是中國(guó)大陸地區(qū)最大的Foundry廠，但就全球范圍而言，它依然很小，目前代工行業(yè)在整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)里面只占六分之一，說(shuō)明未來(lái)前途遠(yuǎn)大。值得一提的是，在2016年，中芯分別在上海、天津和深圳規(guī)劃了三個(gè)晶圓廠，同時(shí)中芯國(guó)際還攜手長(zhǎng)電，建立中芯長(zhǎng)電半導(dǎo)體，架起中國(guó)半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的橋梁。此外，中芯國(guó)際在創(chuàng)新方面也有巨大的投資，在專利申請(qǐng)方面中芯國(guó)際一直都位于中國(guó)前五，是半導(dǎo)體行業(yè)里面申請(qǐng)和獲得專利數(shù)最多的企業(yè)。