• 半導體制造關鍵工藝裝備CMP,國產裝備崛起

    CMP 設備是半導體制造的關鍵工藝裝備之一。CMP 是集成電路製造大生產上產出效率最高、技術最成熟、應用最廣泛的納米級全局平坦化表面製造設備,並且在較長時間內不存在技術迭代週期。而且隨着芯片製造技術發展,CMP 工藝在集成電路生產流程中的應用次數逐步增加,將進一步增加 CMP 設備的需求。根據 SEMI,2018 年全球 CMP設備的市場規模 18.42 億美元,約佔晶圓製造設備 4%的市場份額,其中中國大陸 CMP 設備市場規模 4.59 億美元。另外,CMP 設備是使用耗材較多、核心部件有定期維保更新需求的製造設備之一;除了用於晶圓製造,CMP 還是晶圓再生工藝的核心設備之一,CMP 設備全民集運app有望向上游耗材、下游服務領域延伸。 CMP:“小而美”的半導體關鍵工藝裝備 CMP 設備是半導體制造的關鍵工藝裝備之一 CMP(Chemical Mechanical Polishing,化學機械拋光)是半導體制造過程中實現晶圓全局均勻平坦化的關鍵工藝。晶圓製造過程主要包括7個相互獨立的工藝流程:光刻、刻蝕、薄膜生長、擴散、離子注入、化學機械拋光、金屬化。作為晶圓製造的關鍵製程工藝之一,化學機械拋光指的是,通過化學腐蝕與機械研磨的協同配合作用,實現晶圓表面多餘材料的高效去除與全局納米級平坦化。 由於目前集成電路元件普遍採用多層立體佈線,集成電路製造的前道工藝環節需要進行多層循環。在此過程中,需要通過CMP工藝實現晶圓表面的平坦化。簡單的理解,如果把芯片製造過程比作建造高層樓房,每搭建一層樓都需要讓樓層足夠平坦齊整,才能在其上方繼續搭建另一層,否則樓面就會高低不平,影響整體性能和可靠性。而CMP就是能有效令集成電路的“樓層”達到納米級全局平整的一種關鍵工藝技術。集成電路製造是CMP設備應用的最主要的場景,重複使用在薄膜沉積後、光刻環節之前;除了集成電路製造,CMP設備還可以用於硅片製造環節與先進封裝領域。 當前CMP已經廣泛應用於集成電路製造中對各種材料的高精度拋光。按照被拋光的材料類型,具體可以劃分為三大類:(1)襯底:主要是硅材料。(2)金屬:包括Al/Cu金屬互聯層,Ta/Ti/TiN/TiNxCy等擴散阻擋層、粘附層。(3)介質:包括SiO2/BPSG/PSG等ILD(層間介質),SI3N4/SiOxNy等鈍化層、阻擋層。其中,在90~65nm節點,淺槽隔離(STI)、絕緣膜、銅互連層是CMP的主要研磨對象;進入28nm後,邏輯器件的晶體管中引入高k金屬柵結構(HKMG),因而同時引入了兩個關鍵的平坦化應用,包括虛擬柵開口CMP工藝和替代金屬柵CMP工藝。 STI-CMP:淺槽隔離(STI)氧化硅拋光。在硅晶片上以反應性蝕刻形成溝槽後,以化學氣相沉積的方式沉積二氧化硅膜再將未被埋入凹溝內的二氧化硅膜以CMP去除。這樣就可以用二氧化硅膜作為元器件間的隔離,再用拋光速度相對緩慢的膜(例如氮化硅膜)來作為CMP的研磨停止層(Stoplayer)。 ILD-CMP/IMD-CMP:ILD-CMP指的是層間介質(ILD)拋光,IMD-CMP指的是金屬內介電層(IMD)拋光,主要拋光對象是二氧化硅介質。作為芯片組件隔離介質,集成電路製造工藝中最常被使用的介電層是相容性最佳的二氧化硅介質。二氧化硅膜的CMP大多應用在層間絕緣膜及組件間的隔離(Isolation)平坦化工藝中。 ILD-CMP(層間絕緣膜平坦化)將導線或組件上的層間絕緣膜平坦化,以便完成接下來的多層互連線工藝,是完成多層互連結構的基礎,為大規模集成電路工藝中不可缺少的步驟。IMD-CMP(元器件間隔離膜平坦化)目的在於形成平坦的氧化硅膜(組件與組件間的絕緣隔離層)。在層間絕緣膜的平坦化方面CMP對象還有等離子體增強化學氣相沉積(PECvD)膜、硼磷硅玻璃膜(BPSG)及熱氧化膜(Thermalox記e)等。 Cu-CMP:隨着集成電路層數的不斷增加,在銅佈線工藝中新的層間導線連接方式“接觸窗”得到廣泛應用,這種工藝方法也稱為“大馬士革工藝”(Damascene)。大馬士革工藝,首先在兩層電路間的絕緣膜上進行刻蝕,使之形成凹槽(接觸窗),再進行連接金屬導線膜的沉積,最後以CMP方式去除金屬膜。在雙大馬士革中,Cu-CMP用來拋光通孔和雙大馬士革結構中細銅線,雙大馬士革工藝過程中用介質作為停止層。 拋光技術與清洗、工藝控制技術並重 CMP的作業原理:拋光頭將晶圓待拋光面壓抵在粗糙的拋光墊上,藉助拋光液腐蝕、微粒摩擦、拋光墊摩擦等耦合實現全局平坦化。拋光盤帶動拋光墊旋轉,通過先進的終點檢測系統對不同材質和厚度的磨蹭實現3~10nm分辨率的實時厚度測量防止過拋,更為關鍵的技術在於可全局分區施壓的拋光頭,其在限定的空間內對晶圓全局的多個環狀區域實現超精密可控單向加壓,從而可以響應拋光盤測量的膜厚數據調節壓力控制晶圓拋光形貌,使晶圓拋光後表面達到超高平整度(例如全局平整度要求是10nm,則相當於面積約440000平方米的天安門廣場上任意量帶你的高低差不超過0.03毫米),且表面粗糙度小於0.5nm,相當於頭髮絲的十萬分之一;此外製程線寬不斷縮減和拋光液配方愈加複雜均導致拋光後更難以清洗,且對CMP清洗後的顆粒物刷領要求呈指數級降低,因此需要CMP設備中清洗單元具備強大的清潔能力來實現更徹底的清潔效果,同時還不會破壞晶圓表面極限化微縮的特徵結構。 對CMP設備而言,其產業化關鍵指標包括工藝一致性、生產效率、可靠性等,CMP設備的主要檢測參數包括研磨速率、研磨均勻性和缺陷量。 (1)研磨速率:單位時間內晶圓表面材料被研磨的總量。 (2)研磨均勻性:分為片內均勻性和片間均勻性。片內均勻性指某個晶圓研磨速率的標準方差和研磨速率的比值;片間均勻性用於表示不同圓片在同一條件下研磨速率的一致性。 (3)缺陷量。對於CMP而言,主要的缺陷包括表面顆粒、表面刮傷、研磨劑殘留,這些將直接影響產品的成品率。 為了實現這些性能,CMP設備需要應用到納米級拋光、清洗、膜厚在線檢測、智能化控制等多項關鍵先進技術。CMP產品的技術水平也主要取決於設備在拋光、清洗、工藝智能控制等核心模塊/技術的表現。具體可以分為兩大類: (1)拋光技術。可以實現納米尺度的“拋的光”、晶圓全局“拋得平”,這是CMP工藝的基礎。 (2)輔助、控制技術。具體包括納米級的清洗、膜厚在線檢測、智能化控制等,這些是實現CMP工藝的重要的輔助技術,作用在於晶圓拋光動作“停得準”、以及拋光後納米顆粒“洗得淨”。根據賽迪顧問相關資料,通常CMP工藝後的器件材料損耗要小於整個器件厚度的10%,也就是説CMP不僅要使材料被有效去除,還要能夠精準的控制去除速率和最終效果。隨着器件特徵尺寸的不斷縮小,缺陷對於工藝控制和最終良率的影響愈發明顯,降低缺陷是CMP工藝的核心技術要求,因而當前對CMP設備而言,除了拋光技術,包括清洗技術、工藝控制技術等輔助類技術的重要性愈發突出。 拋光:在CMP發展過程中,CMP逐步由最初的單頭、雙頭向着多頭方向發展;拋光結構方面,目前處於軌道拋光方法、線性拋光、與旋轉結構拋光並存狀態,其中旋轉結構佔據主流;在拋光驅動技術方面,早年國際全民集運app普遍採用皮帶傳動方式,當前隨着客户要求提高以及電機技術發展,直驅式已成為高端機型的主要驅動方式。 終點檢測:要檢測拋光的終點,需要實時得到被拋光薄膜的厚度。CMP的終點判斷就是判斷何時到達CMP的理想終點,從而停止拋光。在結構微細化、高精度要求下,晶圓膜厚要求精度控制在0.1nm,些許偏差都將對薄膜的力學性質、光學性質以及器件的設計以及可靠性產生重要影響。準確的終點監測是產品成品率、加工效率的關鍵技術,直接影響到成本與市場競爭力。 根據終點檢測的特點可以分為基於時間的離線終點檢測技術和實時在線檢測技術,其中基於時間的離線終點檢測技術主要應用在直徑小於200mm的晶圓加工中。在線終點檢測技術主要包括電機電流終點檢測、光學終點檢測和電渦流終點檢測,另外包括基於拋光液離子濃度變化的終點檢測、基於聲學發射信號的終點檢測和基於機械力學信號測量的終點檢測也是當時CMP在線監測的熱點。 電極電流終點檢測:其原理是當晶圓拋光達到終點時,拋光墊所接觸的薄膜材料不同,導致晶圓與拋光墊之間的摩擦係數發生顯著變化,從而使拋光頭或拋光機台迴轉扭力變化,其驅動電機的電流也隨之變化,因此由安裝在拋光頭和拋光機台上的傳感器監測驅動電機電流變化可推知是否到達拋光終點。 CMP後清洗:在CMP工藝中,拋光液中的磨料和被去除的材料作為外來顆粒(含金屬顆粒)是CMP工藝的污染源,CMP後清洗的重點是去除拋光過程中帶有的所有污染物。當前CMP機台已經把CMP工藝和清洗工藝集成在一起,而且要求幹進幹出,包含清洗與乾燥兩大環節。隨着晶圓表面潔淨度要求的不斷提高,CMP清洗工藝的焦點已逐步由清洗液、兆聲波等轉移到晶圓乾燥上。 第1代CMP後清洗技術:該階段半導體CMP設備市場初步形成,市場主要設備包括Strasbaugh公司的6DS-SP以及Westech的PEC372/372M。這時期的CMP後清洗,主要是拋光後再將整盒的晶圓提出來放置到單獨的清洗機進行清洗,採用多槽浸泡化學濕法清洗技術,主要應用於較大線寬的集成電路,而且清洗時間較長,一般都會大於1個小時,與CMP銜接性能也較差。 第2代CMP後清洗技術:代表設備是應用材料的適用於8英寸的Mirra。Mirra採用在線清洗系統,清洗仍然是在單獨的清洗機台中完成,不過Mirra和清洗機台之間有機械接口和傳輸裝置,CMP作為主機直接調度清洗機台菜單,來完成CMP後清洗。 Mirra後清洗系統採用兩次雙面刷洗+旋轉甩幹,同事可以根據需要選擇超聲或者兆聲清洗。但由於CMP設備和後清洗設備都是單獨的機台,佔地妙計較大,在21世紀後逐漸被集成清洗技術所取代。 第3代CMP後清洗技術:分立式CMP的後清洗機台被集成進CMP設備機台內。代表設備是應用材料的Mirra-mesa,其中垂直清洗是顯著特徵,也是應用材料的核心技術之一。一方面可以獲得更加潔淨的晶圓,另一方面大幅度減少CMP設備的結構空間。同期日本荏原公司推出的OPTO 222機台採用水平的後清洗技術,明顯處於劣勢地位。Mirra-mesa後清洗採用1次單片垂直兆聲清洗+2次垂直雙面清洗+垂直旋轉甩幹。 第4代CMP後清洗技術:2006年後應用材料推出300mm的Reflexion LK機台,面向銅拋光,在市場上獲得良好反應。除了同樣採用垂直兆聲清洗+垂直雙面刷洗外,將乾燥技術由之前的旋轉甩幹更換為IPA-WAPOR乾燥法(異丙酮氣體乾燥法),使得CMP清洗後的硅片缺陷比傳統方法得到了顯著改善,同時乾燥效率得到大幅提升。 第5年CMP後清洗技術:主要是在原來機台上,對核心技術模塊進行工藝改進,以適用更小技術節點的需求;另外通過更多的拋光、清洗模塊來實現更高產能。應用材料的Reflexion LK機台最初是針對130nm-65nm的量產設備,已經將技術延伸至20nm以下;而最新一代產品Reflexion LK Prime機台,可以用於FinFET和三維NAND,除了與Reflexion LK一樣採用最先進的拋光、清洗和工藝控制技術,另外配備了4個研磨墊、6個研磨頭、8個清潔室以及兩個乾燥室,生產效率是ReflexionLK的兩倍。

    半導體 半導體制造 CMP

  • 面對打壓制裁,華為以退為進

    在通信技術領域,掌握標準技術就相當於掌握了話語權。華為,在5G網絡的建設中扮演者越來越關鍵的角色,更是全球5G時代下的最大供應商。然而,面對美國的打壓制裁,華為5G芯片得不到大批量生產,在5G手機大換潮的情況下,華為毅然決然選擇重啓4G,抓住東歐,中東,非洲,拉美等地區的4G市場。 經媒體證實,華為正在積極向供應商訂購4G智能手機以及相關終端零部件,部分組件製造商已收到通知,將在本月恢復購買主板和其他部件產品。 4G芯片的供應,可以解決海外大部分區域手機和平板的需求問題,預計最快在明年一季度就可以完成4G新手機上市。華為此舉,意在保持海外的佔有率。 1、以退為進,重啓4G手機 眾所周知,華為芯片供應受阻,手機業務也因此受到掣肘。不過前段時間,美國高通又獲得向華為出售4G芯片的許可證,意味着,華為4G芯片供應充足。 11月23日,媒體傳出消息,稱華為上週已經通知零部件全民集運app,將於11月重新採購手機零部件,包括鏡頭、載板等。 受訪的華為供應商表示,已經開始為華為新的4G手機訂單備貨,不過還是小批量,究竟華為會投產多少尚不能明確。按照訂單出貨速度和以往手機上市時間推算,若消息為真,華為將有望最快明年初上市新機。 2、國內國外,市場皆佔 現在在4G手機市場上面,華為還是有着很大的機會的。雖然已經進入了5G時代,且5G手機的銷量也是直線上升,可是絕大多數的人用的依然是4G手機。 一是由於5G基站建設的成本高、難度大,還沒有實現完全覆蓋,二是5G手機套餐普遍價格較高。對於相當一部分人來説,5G代表速度,但是與高昂價格相比,相信還是有很多人表示4G也可以繼續使用。所以如果華為推出4G機型,國人還會進行購買的。 而目前,東歐、俄羅斯、亞太、中東、非洲及拉美等地區仍然是4G市場,部分地區只提供4G網絡。這也意味着,華為4G手機和平板在這些地區有銷售空間,重新制造4G手機,將為華為保住海外市場。 在5G的浪潮下,4G市場也是華為積蓄力量的空間。 同時從目前情況來看,未來會有更多的公司可能會再次給華為出貨。 可以看到,華為在減緩出貨的同時,並未放棄與大型渠道的合作關係,在供應鏈穩定之後未來或將制定更加激進的戰略重獲市場。 3、搶佔市場,需要用“芯” 2021年5G手機佔比將達80%,這説明,相比於4G,人們也更趨向於選擇5G手機。 作為手機的核心,芯片的重要性不言而喻,而唯有自研芯片才能幫助華為突破美國技術的封鎖。無論5G市場還是4G市場,唯有“芯”才是最大的底牌。 高端芯片技術領域這條路一直是任重而道遠。但在國家政策的扶持下,抓住人才,培養人才,只要一直堅持下去,迎難而上,就能看到未來國產芯片的曙光。

    半導體 華為 芯片 4G

  • 異質結構新材料二硫化鉬,未來芯片的新潛力

    將二硫化鉬添加在原有PC原料上,可以達到導熱、散熱的要求。隨着半導體制程邁向 3 納米,如何跨越晶體管微縮的物理極限,成為半導體業發展的關鍵技術。厚度只有原子等級的二維材料,例如石墨烯(Graphene)與二硫化鉬(MoS2)等,被視為有潛力取代硅等傳統半導體材料。 二硫化鉬(MoS2)因其獨特的單層原子結構和優異的光電特質,被認為是最有希望替代硅,成為未來應用在半導體、晶體管和芯片等高精尖科技領域中的理想材料之一,因此,近年來科學家們對二硫化鉬的探索與研究一直保持着濃厚的興趣。 近日,洛桑聯邦理工學院(EPFL)研究團隊利用二硫化鉬開發出了一種“類大腦神經元傳輸”的新型計算機芯片,兼具在相同電路中處理和存儲信息的能力,為計算機設備實現小型化、高效化和節能化提供新的思路。 二硫化鉬是一種過渡金屬硫族化物二維材料(TMDC),具備類石墨烯的層狀結構,同時擁有石墨烯沒有的直接帶隙半導體特質。二硫化鉬由三個原子平面層(S-Mo-S)堆疊而成,具有較大的比表面積,電子遷移速率高,抗磁抗輻照,低耗環保,節能增效,穩定性高,且能夠實現規模化生產,是光學電子設備的理想材料。 對鈷/二硫化鉬異質結構進行特徵分析,發現在室温下,異質結構間的交互作用仍然可以在非晶相的磁性材料中,誘發出常見於晶相結構的「自發磁異向性」,為磁異向性的起源與操控,開闢嶄新視野。 磁異向性指的是磁性材料的磁化方向容易沿特定方向排列的特性,可用來定義數字記錄中的 0 與 1。 如何運用新材料或是人工結構的製備來發現新的磁異向性,並控制其方向,是目前發展磁儲存與磁感應技術的重要關鍵,包括磁阻隨機存取內存(MRAM)、手機的電子羅盤、陀螺儀,都會用到電子自旋的特性。與傳統電子組件相比,自旋電子組件可以提供更高能源效率和更低功耗,也被預測為是下一世代的主流組件。 EPFL研究人員第一次將二維材料二硫化鉬成功地應用於集數據存儲與邏輯運算為一體的芯片當中,這將顛覆傳統計算機由中央處理器CPU處理數據再傳輸至硬盤存儲的模式。相關成果發佈在《Nature》上。 據介紹,新型芯片是基於浮柵場效應晶體管(FGFET)的,通常應用於相機、手機或者計算機設備的閃存系統。這些晶體管能夠長時間保持電荷,而僅具備三個原子層厚度的二硫化鉬不僅可以進一步減小電子設備的體積,還對晶體管中存儲的電荷具有較強的敏感性,因此可以同時實現邏輯運算和數據存儲功能。 中鎢在線二硫化鉬不僅在半導體、納米晶體管等光學電子領域中應用潛力巨大,同時還可以作為潤滑劑、抗氧劑、催化劑等,廣泛應用於航空、汽車、採礦、造船、軸承等工業領域。 增進磁異向性的另一個成因軌域混成(Orbital hybridization),深入探討產生這個現象的關鍵機制,進一步研究操控自旋電子扇區方向的新方法,有機會為半導體業與光電等產業,帶來突破性的發展。

    半導體 半導體 芯片 二硫化鉬

  • 可拉伸的“皮膚”傳感器,用視覺來衡量觸摸

    觸覺感知能力,是機器人靈巧操控各種物體不可缺少的能力之一。市面上的大多數機械手都是通過機械化的方式,實現抓握和觸覺感知功能。而可拉伸的傳感器可以改變機器人的功能和感知方式,就像人的皮膚一樣柔軟敏感。 康奈爾大學的研究人員利用廉價的LED和染料創造了一種光纖傳感器,該傳感器可以精確檢測手指在做什麼,這種能力可以徹底改變我們與虛擬現實中的模擬對象進行交互的方式。 而這種可拉伸的皮膚狀材料,能夠檢測變形,包括壓力、彎曲和應變。該傳感器可以參與實現軟性機器人系統應用,並可能助力增強現實技術,因為軟性可穿戴傳感器可以讓增強現實用户感受到與現實世界類似的感覺。 “ VR和AR的沉浸感基於運動捕捉,根本沒有觸摸。”從事手套工作的康奈爾大學工程學教授羅布·謝潑德(Rob Shepard)在一份聲明中説。 “比方説,您希望擁有一個增強現實仿真,該仿真教您如何修理汽車或更換輪胎。如果您戴着手套或可以測量壓力以及運動的東西,那麼增強現實可視化可能會説:“轉動然後停止,這樣就不會擰得太緊。” 目前沒有任何東西可以做到這一點,但這是做到這一點的途徑。” 這種皮膚可以讓我們自己和機器以目前我們在手機中使用攝像頭的方式來測量觸覺互動,使用視覺來衡量觸摸。 該技術還有其他應用,研究人員目前正致力於將該技術商業化,用於物理治療和運動醫學。他們的工作建立在之前Rob Shepherd實驗室創建的可拉伸傳感器工作的基礎上。 新的傳感器由光纖傳感器製成,可以根據光的光學路徑告訴每個手指如何移動。車載計算機將變形分類為有關您的手部活動的詳細數據。該手套使用一些基本且非常便宜的技術:用於無線數據傳輸的藍牙,用於電源的鋰離子電池和多個LED。 “我們知道軟物質可以以非常複雜的組合方式發生變形,並且同時發生了許多變形,”合著者Hedan Bai在聲明中説。“我們想要一個可以將它們解耦的傳感器。” 早期的可拉伸傳感器技術出現於2016年,使用通過光波導和光電二極管發送的光來檢測光束強度的變化,以確定材料是否變形。 對於新項目,研究人員Hedan Bai從基於二氧化硅的分佈式光纖傳感器中獲得靈感,該傳感器能夠檢測微小的波長變化,以此來識別多種屬性,包括濕度、温度和應變的變化。 然而,硅纖維與柔軟和可拉伸的電子產品不兼容,解決的辦法是製作一種用於多模態傳感的可拉伸光導(SLIMS)傳感器。 這是內置一對聚氨酯彈性體芯子的管路,其中一個芯是透明的,另一個芯在多個位置填充了吸收染料,並連接到一個LED,每個芯都連接着一個紅綠藍傳感器芯片,能夠記錄光的光路的幾何變化。 雙核心設計增加了傳感器可用於檢測一系列變形的輸出數量,包括壓力、彎曲或伸長,它通過點亮作為空間編碼器的染料來指示變形。 該技術與一個數學模型相配合,能夠將不同的變形解耦,並精確地確定它們的確切位置和幅度。這種傳感器可以使用分辨率較低的小型光電子器件工作,使其成本更低,更容易製造和集成到系統中。 這種傳感器還可以被整合到機器人的手部,例如VR/AR用户的可穿戴手套中。 研究人員現在正在研究該技術是否可以用於物理治療和運動醫學。最大的希望可能是讓VR中的用户與虛擬世界進行令人信服的交互。

    半導體 光纖 傳感器 可穿戴

  • 第三代半導體氮化鎵功率芯片研發成功

    據昨日報道,我國成功研發第三代半導體氮化鎵功率芯片,該芯片實驗室來自重慶郵電大學。 據重慶郵電大學光電工程學院副教授黃義表示,第三代半導體氮化鎵功率芯片主要應用在汽車電子、消費電源、數據中心等方面,其具備體積小、效率高、用電量少等特點。 並且這款功率半導體芯片電量能節省10%以上,面積是硅芯片的1/5左右,開關速度提升10倍以上。 目前,該項目已經到了試驗性應用階段,未來有望在各種電源節能領域和大數據中心使用。 值得注意的是,由重慶郵電大學規劃的重慶集成電路設計創新孵化中心已入駐西部(重慶)科學城。 該中心將着力建設重慶市集成電路公共設計、測試分析、半導體工藝等為一體集成電路中試平台,結合重慶市新興產業需求,提供低成本、高效率的集成電路公共服務與專業技術支持;孵化一批人工智能芯片、公共安全專用芯片、化合物半導體芯片等方向的高端科技成果及高科技企業。

    半導體 半導體 氮化鎵 功率芯片

  • 流媒體服務在混合雲存儲下的新體驗

    全球雲計算市場的新常態被稱為混合雲。面對混合雲時代,敏捷、過度、雲環境、數據壓縮除重、加密等是上雲之旅中在數據層面需要具備的五大功能。 通過數字化轉型實現全面升級,上雲可以説是一條必經之路。從傳統的數據中心和核心繫統,轉變為使用雲這種便捷的資源消耗模式,上雲之旅這條長路最重要的是什麼? 最重要的不是改變使用計算和存儲能力的模式,而是如何保證數據的可靠、保證數據的安全,確保在不同的雲端都能夠享用到合理的、合適的SLA(Service Level Agreement,服務級別協議)。 雲計算中的流媒體的發展,是雲存儲、數據和AI的存儲、網絡彈性與數據保護三個梯隊的重要實現。 雲是流媒體的完美選擇 視頻流被認為是一種非常強大的工具。然而,它需要大量的硬件和軟件技術進步。視頻流包括每秒傳輸大量數據。它還要求數據流的一致性和不間斷性。觀察器的挫敗感可能是由於延遲問題導致的緩衝。 雲有助於阻止這種情況的發生。雲計算允許流媒體服務提高帶寬,從而改善流媒體體驗。它對每個設備和每個網絡連接都這樣做。 雲計算中流媒體的靈活性和可伸縮性 流媒體平台要求它們可以根據互聯網連接或設備來提高或降低流媒體質量。沒有云計算,這是不可能發生的。流媒體和雲計算需要攜手合作,才能實現無縫體驗。這對於像Netflix這樣的流媒體平台特別重要。對於YouTube這樣的平台來説,這不是一個大問題,因為它是免費的。然而,它自己的流媒體服務YouTube Premium可能不太容易出現這個問題。 數據存儲潛力巨大 除了雲計算帶來的流媒體優勢外,還有很多挑戰。雲計算允許流媒體平台利用數據,從而確保為消費者提供最高質量的觀看體驗。這對直播非常重要。隨着體育服務也進入像ESPN這樣的流媒體,這將變得越來越重要。因此,更大的存儲容量和即時數據同步將成為更大的需求。 這就是雲計算將真正為流媒體帶來優勢的地方。

    半導體 存儲 雲計算 流媒體

  • 比亞迪越來越華為?32位車規級MCU裝車量超500萬顆

    汽車智能化就是汽車電子化的進一步升級,而汽車電子化離不開汽車半導體行業的迅猛發展。而MCU芯片作為汽車電子系統內部運算和處理的核心,可謂是汽車大腦的地位。在汽車智能化的進程中,車規級MCU的市場將會進一步擴大。 據報道,比亞迪半導體的車規級MCU裝車量已超過500萬顆,搭載了超50萬輛車。 今年3月底,比亞迪推出號稱永不自燃的“刀片電池”。今年7月的成都車展上,驍雲1.5T高功率動力總成。11月中,比亞迪DM-i超級混動技術的核心部件之一——驍雲-插混專用1.5L高效發動機正式亮相。 經過這些年動力電池、電驅動的研究、應用,比亞迪的“肌肉”練得足夠紮實,引領着一些技術潮流的方向,比如刀片電池、三合一電驅動、乃至上游的功率器件IGBT、SiC。 “肌肉”的厚重與否關係到一家企業在汽車電動化、智能化進程中的耐力。而能將這塊“肌肉”的實力發揮出來幾分,需要聰明的“大腦”。目前這顆大腦需要車輛全身的複雜芯片組來實現每一項功能。 作為一家力爭將電動化、智能化關鍵技術都握在手中的企業,比亞迪沒有隻看重“肌肉”的練習。比亞迪半導體就承擔着它的智能化進程中芯片研發的重任,為它的全新電子電氣架構打下了基石。 MCU隨電子電氣架構發展的兩個階段 汽車智能化發生的最明顯的變化就是汽車電子化的加深。這種加深基本上可以分為兩個階段: 一是電子系統增加使ECU和MCU數量大增,比如從後視鏡、車窗、雨刷、座椅,到車載娛樂系統、安全系統,再到車身控制和引擎控制的電子化,都離不開MCU芯片,提升駕駛體驗和安全性; 然而追加的電子功能變得相當繁雜,線束佈局複雜性加速,使得車企決定整合ECU功能。在這個過程中MCU的數量減少,但功能更強大、安全性更高,甚至部分部件需要的MCU變更為超強算力的ASIC、GPU、FPGA等。 兩個階段分別對應的是整車的分佈式電子電氣架構和集中式電子電氣架構。 十年前比亞迪F3裝有12個控制器,線束長度789米;十年後電子元器件設備數量顯著增長,全新一代唐EV的控制器數量增加到55個,線束長至2650米。分散式的電子和電氣部件導致成本高、管理低效、裝配複雜、整車設計難度大等問題。於是比亞迪對汽車電子電氣架構進行優化,按照不同功能維度進行整合為五大功能域:動力控制域、底盤電子域、安全電子域、信息娛樂域和車身電子域。 按照它的設定,原本在分佈式電子電氣架構中,車身電子域分散為智能鑰匙控制器、空調控制器、BCM、高頻信息接收模塊、胎壓監測ECU、倒車雷達ECU等諸多電氣元器件。而在集中式佈局中,它們將被整合為一個多合一車身控制器。 從分佈式到集中式,車身控制器對MCU芯片的數據傳輸效率和安全性等運算控制能力的要求越來越高。 作為汽車電子系統內部運算和處理的核心,MCU是真正讓汽車變得更加高效的關鍵。它不僅得到整車廠及其Tier 1供應商的推動,而且促使半導體公司將重心放在車規級半導體業務上。 MCU市場規模及出貨量(數據來源:IC Insights) 可以看到,在汽車向智能化演進過程中,車規級MCU出貨量持續上升。IC Insights預測,車規級MCU市場將在2020年接近460億元,佔MCU整體市場的40%,2025年將達700億元,單位出貨量將以11.1%複合增長率增長。 市場規模的擴大,對於比亞迪半導體等致力於發展車規級芯片的企業來説是一個絕好的機會。尤其是,比亞迪半導體的定位就集中在車規級和工業級半導體。 32位車規級MCU的探索、發展與追趕 比亞迪半導體從2007年進入MCU領域。最早開始研發的是工業級MCU,經過數年的積累,它開始結合工業級MCU的技術能力跨越到車規級MCU領域。 十三年的發展,使它擁有工業級通用MCU芯片、工業級三合一MCU芯片、車規級觸控MCU芯片、車規級通用MCU芯片以及電池管理MCU芯片。這是自主半導體公司在功率器件之外的又一突圍。 隨着信息化浪潮滲透着各行各業,智能化、物聯化等時代定義的興起,使得越來越多半導體全民集運app對於MCU領域的外設和功能愈發注重,並持續推動其向更加高集成度方面發展。目前MCU器件主要分為8位、16位和32位三種類型,它們之間有着功能性的差異,如32位MCU比8位MCU的能力更顯著更強。 一般來説,32位的MCU可以透過4倍的處理速度來執行更復雜的運算,進一步提高數據處理效率,同時能夠有效地處理多個外部設備,而且現階段32位MCU的成本越來越有競爭力,在同樣的價格之下,採用32位MCU可以提供更多的應用可能性。 比亞迪MCU芯片 新能源汽車發展至今,動力電池和電驅動領域國內均有可與外資匹敵的企業,但令人痛心的是,其中的主控芯片和功率器件仍然嚴重依賴進口。芯片,是自主企業發展汽車電動化和智能化過程中最薄弱的環節。 公開數據顯示,中國功率半導體市場佔全球份額超過40%,但自給率僅10%;中國車規級MCU市場佔全球份額超過30%,但卻基本100%依賴於進口。 車規級MCU市場依舊被把握在外資手中。根據IHS的數據,全球車載MCU市場中,瑞薩電子、恩智浦、Microchip、意法半導體、德州儀器、英飛凌一貫作為頭部玩家,擁有着九成以上的市場份額。 特別是近年來32位MCU被廣泛應用於在洗衣機、空調、微波爐、吸塵器、電冰箱等多種家用電器中,同時在電機控制、模擬傳感器測量和TRIAC/ LED/ LCD驅動應用都可以見到它的身影。可見,在有明確應用場景和智能物聯需求之後,傳統MCU必須要做出改變來適應應用端需求的變化。 自主半導體公司與這些頭部企業相比,缺少的是從設計端到供應鏈的可靠性和穩定性的積累。比如車規級的wafer、封裝、測試,在國內曾是一片空白。要探索、要發展、要追趕,都需要時間。 為此,半導體器件應用記者從市場上了解到目前國內不少科技公司在MCU芯片研發上已取得一定的突破以及優秀的成績,MCU靜電和能耗上等核心指標也有超越國際競爭對手的水準。 所幸的是,已有數家半導體公司在推動國內車規級MCU芯片的發展,比亞迪半導體就是主力軍之一。 2018年它推出第一代8位車規級MCU芯片,適用於車身控制等領域,是首款國產量產車規級MCU芯片。 2019年它推出第一代32位車規級MCU芯片,批量裝載在比亞迪全系列車型上。而且,它正在推出應用範圍更加廣泛、技術領先的車規級32位雙核高性能MCU芯片,基於Arm Cortex-M4F+M0雙核設計,可適用於域控制器等車身控制領域。 迄今為止,比亞迪半導體的車規級MCU裝車量已超過500萬顆,搭載了超50萬輛車。若加上工業級MCU,它的累計出貨量已經超過20億顆。 比亞迪半導體32位MCU芯片 汽車電子電氣架構在電動化、智能化發展過程中迎來重大升級,MCU的運算控制能力需適用於域控制器。並且,它的車規級8位、32位MCU芯片都達到可靠性標準 AEC-Q100,是按照功能安全標準 ISO26262設計。 對比亞迪半導體而言,背後整車平台的支持,毋庸置疑將加速其對車規級MCU產品的定義、應用理解和落地測試。這對其他自主MCU全民集運app而言是比較難獲取的資源。 當芯片產品系列化越豐富,應用經驗越成熟,比亞迪半導體在中高端MCU領域內的突破會越快,加速其縮小與恩智浦等的差距。 這也是國內半導體公司的目標,不單單是解決聚焦新能源裝備製造“卡脖子”問題,更要能進入到主流供應鏈,並與國內外優秀企業協同合作,共同促進全球汽車電動化、智能化的快速發展。 智能汽車只有開放,才能真正創新。從比亞迪的動作來看,無論對於自研技術的重視,還對新商業模式的探索,都已經邁出幾大步。也正如了外界盛傳一句話:五菱越來越小米,比亞迪越來越華為。

    半導體 汽車 比亞迪 MCU

  • 延續摩爾定律,台積電2nm芯片工藝獲重大突破

    據摩爾定律延續,由14nm,7nm,再到5nm,芯片製程工藝技術一直在突破。在5nm剛剛起步實現大規模突破的時候,台積電對於2nm芯片工藝技術的研發就已經實現重大突破,並開始向1nm製程邁進。 台媒透露,台積電已經在2nm工藝上取得一項重大的內部突破。根據台積電的介紹,理想狀態下,2nm製程芯片將於2023年下半年進行小規模試產,如無意外,2024年就可以大規模量產。 台積電還表示,2nm的突破將再次拉大與競爭對手的差距,同時延續摩爾定律,繼續挺進1nm工藝的研發。 預計,蘋果、高通、NVIDIA、AMD等客户都有望率先採納其2nm工藝,此前關於摩爾定律已經失效的結論或許就要被台積電再次打破了。 雖然台積電十分樂觀,但是根據物理定律,當芯片的工藝下探到極點的時候,由於隧穿效應,芯片內的電子反而不能充分發揮全部的實力。與之相應的,製造商的成本也會指數級上升。 根據三星的介紹,其在5nm工藝研發上的投入就達到了4.8億美元。 2nm工藝上,台積電將放棄延續多年的FinFET(鰭式場效應晶體管),甚至不使用三星規劃在3nm工藝上使用的GAAFET(環繞柵極場效應晶體管),也就是納米線(nanowire),而是將其拓展成為“MBCFET”(多橋通道場效應晶體管),也就是納米片(nanosheet)。 從GAAFET到MBCFET,從納米線到納米片,可以視為從二維到三維的躍進,能夠大大改進電路控制,降低漏電率。新工藝的成本越發會成為天文數字,三星已經在5nm工藝研發上已經投入了大約4.8億美元,3nm GAAFET上會大大超過5億美元。 因此,雖然台積電在2nm芯片研發上獲重大突破,但是在量產之前還需要解決更多難題。

    半導體 台積電 2nm 芯片工藝

  • AMD企業級專業卡驅動,性能可提升83%

    AMD顯卡包括消費級與企業專業卡。目前,對於消費級顯卡,AMD最新發布了全新的6000系列顯卡,其中包括Radeon RX 6800、RX 6800 XT以及RX 6900 XT顯卡,針對企業級專業卡,AMD每個季度更新升級一次,推出一個又一個的驅動更新,以期提升顯卡專業性能。 AMD專業卡最新的Radeon Pro Software for Enterprise 20.Q4驅動本月才發佈,AMD官方表示與上版驅動相比性能提升多達83%。 專業版驅動看的是穩定性,還有就是對專業應用的優化支持,目前Radeon Pro Software for Enterprise驅動已經支持了100多款工作站應用,包DassaultSystems SOLIDWORKS ,Adobe Premiere Pro,Autodesk AutoCAD等等。 與遊戲卡的驅動需要時常更新以便優化遊戲不同,專業顯卡驅動的更新週期比較漫長,大約一個季度推出一次,畢竟專業軟件的更新頻率沒有遊戲來得多,不過由於更新時間更長,因此AMD對於專業顯卡的優化也就更加出色。 專業版驅動看的是穩定性,還有就是對專業應用的優化支持,目前Radeon Pro Software for Enterprise驅動已經支持了100多款工作站應用,包DassaultSystems SOLIDWORKS ,Adobe Premiere Pro,Autodesk AutoCAD等等。 AMD在8月份發佈了Radeon Pro Software for Enterprise 20.Q3驅動,本月推出了Radeon Pro Software for Enterprise 20.Q4驅動,3個月才升級。 其中升級內容不多,不過性能提升倒是不小。在具體的性能對比上,AMD使用了SPECviewperf 2020進行對比,在這款軟件的測試中,搭載全新的驅動的顯卡在某個項目上的成績可以提升83%,十分地給力。而且專業驅動也支持7X24小時的不間斷運行,從而確保顯卡的穩定性,並廣泛支持各個OEM平台。

    半導體 AMD 驅動 顯卡

  • 芯片人才培養刻不容緩,合作共贏的前提是掌握核心技術

    我國是全球芯片市場的最大消費國和進口國家。2004年,我國芯片產業市場規模為545億,到了2019年,增長至7700億,增速等同於全球增長速度的四倍,我國2019年芯片自給率僅為33%,進口額是出口額的3倍。2020年國務院定下,2025年中國芯片自給率達到70%的目標,芯片國產化任重而道遠。 近期,“國產芯片替代不應成為主旋律,合作競爭才能發展”這一觀點引起國人對半導體行業的爭論,對於“閉門造車”,在合作共贏的國際社會還有必要嗎?當然,解決“卡脖子”的根本方法就是實現我國半導體行業的自主化。 近幾年開始,美國就不斷以安全、貿易保護等問題不斷對中國企業實施制裁。尤其是在疫情影響下的今年,更是對代表着國內科研水平處於第一梯隊的華為公司進行技術封鎖。 無理要求任何使用美國技術或設備的企業不得向華為出售芯片,直接導致華為海思自研的麒麟芯片被迫停產,從而出現“只能設計芯片,卻無法生產”的尷尬局面。國內輿論隨之而來的也都是諸如“相關產業必須加速進行國產替代、核心技術不能被卡脖子等等“去美化”的聲音。 隨着美國大選結果逐漸浮出水面,對中國動不動就實施貿易制裁、技術封鎖的特朗普下一屆總統生涯或宣告落幕,這一結果無疑給眾人傳遞出一種中美關係會重歸於好的訊息。 其實在建國初期很多產業一窮二白,國產集成電路也是剛起步,但是那時候科研人員都是勒緊了褲腰帶搞科研。直至上世紀六七十年代,我國的集成電路產業曾一度領先於日韓企業。 但是任何產業在發展的過程都會面臨着“自力更生“或是”造不如買“的選擇。隨着八十年代市場的逐漸開放,很多產業都逐漸選擇走”造不如買,買不如租“的發展路線。 選擇短期利潤最大化的利益驅使產生“造不如買”的發展思想。這種思想在今天看來,是多麼淺顯簡單卻又很短見,至少對於國產半導體集成電路產業來講是這樣。正是因為這種思維,導致國內半導體等等眾多產業逐漸走向過度依賴化的今天。 誠然,對於個體企業而言,選擇利益最大化是企業經營的目的,自主研發也許會耗費大量的資金,但是從發展的眼光來看,只有掌握了核心技術,才能擁有行業的絕對話語權。 近十多年來,國內逐漸出現由簡單的生產代工、服務製造向技術科研、創新方向發展,這種試圖打破過去固有的經濟結構模式的苗頭,如果繼續發展下去勢必會影響世界格局,這也讓美國這種老牌資本主義國家感到不安.因此才會出現西方世界以各種“莫須有”的罪名強加在中國企業身上以便實施制裁。 合作共贏的前提是勢均力敵,不然沒有話語權,還有很多個“海思麒麟“會停產。合作競爭的本質是不脱離技術進步,因此國內半導體產業在擴大體量的同時不能盲目發展,更不能脱離市場。堅持以市場為導向,培養核心技術留住人才是國產半導體發展的關鍵。 我國半導體行業的發展,離不開人才的發展。然而,今年發佈的《中國集成電路產業人才白皮書(2019—2020年版)》顯示,目前國內僅有50餘萬人從事集成電路行業,到2022年,我國需要75萬人從事集成電路行業。也就是説,在2022年之前,我國集成電路行業人才缺口依然有25萬。 集成電路專業體系龐大,學生從理論學習到具體實踐還需一定的成長時間,人才短缺的問題,在短時間內難以填補。 全球芯片IP市場第五大供應商Imagination的高級總監時昕也表示,“整個集成電路行業對人才的要求是比較高的。以處理器為例,處理器設計屬於要求較高的方向,我們所需的人才基本上是985碩士級,而且要至少工作個三五年才能比較放心使用。” 芯片人才培養刻不容緩。相比於理論研究,當務之急是縮短芯片人才從培養階段到投入科研與產業一線的週期。 作為全球第一的晶圓代工企業,台積電的重要性不言而喻,也是在今年爆出,自2019年開始,中國大陸已招攬100多位台積電工程師和經理人員,旨在開發14nm及12nm的芯片製程。據統計,中國台灣已經有3000多名芯片工程師先後被高薪挖到大陸。 總體來看,我國集成電路人才依然緊缺,而芯片產業人才培養需要多管齊下,積極開展‘產學研’聯合培養模式,突破高端人才發展培養是產業發展的關鍵瓶頸。而國產化的道路註定是無比痛苦的,但以後的發展途徑卻是受益無窮的。

    半導體 半導體 芯片人才

  • 對手韓國半導體崛起,國產芯片面臨夾擊

    科技作為第一生產力,而半導體工藝則被認為是科技發展的重要基石。當前,唯有韓國三星與我國台灣台積電能夠實現5nm工藝的芯片製造。而韓國半導體一直被認為很強,但是明顯數據表示韓國三星在半導體行業已佔據巨頭地位。而我國在半導體行業中依舊處於尋找發展之道的階段,在世界半導體的夾擊中,還有很多需要突破的技術。 韓媒 BusinessKorea 報道,以三星為代表的韓國企業在 EUV 光刻技術方面取得了極大進展。根據對韓國知識產權局(KIPO)過去十年(2011-2020)的 EUV 相關專利統計,在 2014 年達到 88 項的頂峯,2018 年為 55 項,2019 年為 50 項。 據悉,韓國企業在 EUV 光刻技術上一直不斷縮和國外企業之間的差距。在過去十年裏,包括三星電子在內的全球公司進行了深入的研究和開發,以確保技術領先。最近,代工公司開始使用 5 納米 EUV 光刻技術來生產智能手機的應用處理器(AP)。 從專利數量來看,如果按照公司劃分,前六家公司佔到總專利申請量的 59%。其中卡爾蔡司(德國)佔18%,三星電子(韓國)佔15%,ASML(荷蘭)佔11%,S&S Tech(韓國)佔8%,台積電(中國台灣)為6%,SK海力士(韓國)為1%,韓國勢力佔比不小。 如果按照詳細的技術項目來劃分,處理技術(process technology)的專利申請量佔32%;曝光設備技術(exposure device technology)的專利申請量佔31%;膜技術(mask technology)佔比為 28%,其他為 9%。 在工藝技術領域,三星電子佔39%,台積電佔15%,這意味着兩家公司佔54%。在膜領域,S&S Tech佔28%,Hoya(日本)佔15%,Hanyang University(韓國)佔10%,Asahi Glass(日本)佔10%,三星電子佔9%,韓國半導體在各個領域均在快速進步。 三星近期正式推出了Exynos1080芯片,這是韓國巨頭首款基於5nm工藝的SoC芯片,紙面參數上來看這款中端芯片性能不錯,當前曝光的基準測試結果也表明其超過了效果驍龍865。未來,三星Exynos2100的目標已經瞄準了高通驍龍875。 通常,三星旗艦手機美國版和中國版都使用高通製造的芯片,其餘市場包括歐洲和中東則使用自研的Exynos芯片。如果未來三星Exynos能夠真正崛起的話,那麼將會成為超越高通乃至蘋果的存在,稱為綜合實力最強的科技企業,具備芯片設計、生產,以及最終手機終端製造幾乎涵蓋一條龍產品鏈。 按照韓國媒體的報道數據稱,無論是專利的總量還是工藝技術領域的專利量,韓國三星的專利量都已經達到了台積電的兩倍有餘。儘管目前在最先進的5nm領域台積電擁有絕對的優勢,以及更多的市場份額,但是韓國半導體工業崛起的速度不容小覷。 據此形勢,無疑我們正在面對“前狼後虎”的困境。所謂“前狼”,無疑是以美國為首的針對中國科技企業的圍追堵截,而爭端的核心同樣是小小的芯片。而“後虎”,則意味着我們在大力發展半導體產業的同時,也不要忽視來自韓國“虎視眈眈”的潛在威脅。 就在如此嚴峻的半導體產業國際競爭形勢下,近期國內芯片產業再度曝出武漢弘芯爆雷事件,令人唏噓感慨。據悉,該企業擁有“國內首個能生產7納米工藝ASML高端光刻機”,但卻因為資金斷鏈直接全新原封送去了銀行換取抵押貸款,千億級別投資面臨爛尾。 目前國內半導體芯片產業爆發,與資本共舞坐上風頭扶搖直上,已經嚴重存在過熱的勢頭。中國半導體產業要想健康發展自然離不開資本的驅動,但也更應該培育市場,人才,需求,最終形成良好的產業生態。單純靠講故事和擊鼓傳花的資本遊戲,做不好中國芯。 回顧過往科技發展歷史,如果説泡沫無法避免那惟願儘快破裂。當潮水退去洗盡鉛華,那些真正具備實力並胸懷廣大的企業才能真正凸顯,中國半導體產業必將走入正軌加速崛起。

    半導體 半導體 三星 芯片

  • 國產光刻膠迎來首條生產線,對7nm芯片製造產生重大影響

    光刻膠是集成電路生產製造的核心材料,也是微電子技術的微細圖形加工的關鍵材料之一。光刻膠的質量與性能對芯片的成品、性能具有至關重要的影響,更是集成電路生產製造中產業鏈中技術門檻最高的微電子化學品之一,也是當前電子領域中重要的基礎應用材料之一。 多年來,光刻膠研發被列入我國高新技術計劃、重大科技項目。今年9月28日,國家發展改革委、科技部、工業和信息化部以及財政部聯合印發的《關於擴大戰略性新興產業投資培育壯大新增長點增長極的指導意見》中明確提出,要加快在光刻膠、高強高導耐熱材料、耐腐蝕材料等領域實現突破。 自美國接二連三在半導體領域發起出口限制,我國半導體國產化進程也備受關注。而事實上,當前我國在半導體的設計、封測以及製造三大關鍵程序已有了初步的發展。近日,芯片生產的關鍵材料——光刻膠領域迎來了一則好消息,預計將對我國7nm芯片生產帶來重大突破。 早期油墨感光產品所用的配方均依賴進口,一旦供給端出現問題,生產就會陷入被動。但自主創新走起來又非常難,特別是國內起步晚,很多技術都被外國壟斷。在實現從“0到1”的突破中,我國企業面對重大阻力,一方面來自外部環境,當時業內領先企業大多向海外購買成熟配方直接投產,以便迅速搶佔市場;另一方面來自企業內部,不僅關鍵技術研發遭遇瓶頸,而且研發出的產品屢屢遭受市場質疑。 幸運的是,近年來國家生態文明建設力度不斷加大,為公司帶了發展機遇。面對日益嚴格的環保核查,國產產品以優異的性價比打開了市場銷路,逐步佔據了一定市場份額。 而我國寧波南大光電材料有限公司(以下簡稱“南大光電”)公開宣佈,該司首條ArF光刻膠生產線已正式投產,估計項目完全達產後年銷售額將達10億元。目前南大光電已將這款ArF(193nm)光刻膠的樣品已經送到客户手上進行測試,預計將會收到更多訂單。 光刻膠是生產製造集成電路的核心材料,主要起到將作用“將設計的圖像從模板中轉移到晶圓表面合適的位置”的作用。因此,光刻膠的質量和性能對芯片最終的成品、性能等具有重要影響。要知道,雖然我國不乏光刻膠生產企業,但是主要都集中於G線(436nm)、I線(365nm)等低端品種,ArF光刻膠等高端種類幾乎100%依賴進口。 2019年,我國光刻膠市場本土企業的銷售規模達到70億元,在全球佔據了約10%的市場份額。然而,若進一步劃分到高端市場,就會發現,當前全球高端光刻膠製造有95%集中在美國和日本企業手上,日本信越化學、東京日化等企業在這其中尤為突出,壟斷了將近90%高端光刻膠市場。 意識到我國在高端半導體材料領域的不足,近年來我國企業晶瑞股份、上海新陽以及上文提及的南大光電也在積極鑽研,試圖打破美日企業的壟斷。其中,早在2017年,南大光電就將“ArF193nm光刻膠項目”的開發提上日程。另外,晶鋭股份則選擇了借用“外力”發展高端光刻膠。 今年9月下旬,晶瑞股份發佈了一則令業界“為之沸騰”的消息,該司將通過代理商(Singtest Technology PTE.LTD.)從韓國半導體生產商SK海力士(SK Hynix)手上購買一台ASML光刻機設備。業內人士指出,這台光刻機的總價值約為1102.5萬美元(摺合約7523萬元人民幣),是一台“二手貨”。按照計劃,晶瑞股份將此工具用於高端光刻膠的生產。 要知道,ArF光刻膠對28nm到7nm工藝的芯片生產具有關鍵作用。而截至目前,我國最大的芯片代工商——中芯國際最先進的芯片製程也才達到了14nm。考慮到美國自9月中旬就頒佈了芯片配件的出口新規,再加上荷蘭巨頭ASML的EUV光刻機遲遲未到貨,中芯國際的芯片製程發展也受到一定束縛。 如今,憑藉多年自主研發和實踐積累,我國企業已逐步掌握了樹脂合成、光敏劑合成、配方設計及製造工藝控制等電子感光化學品核心技術,陸續推出了多種處於行業領先地位的PCB感光油墨產品,可有效提高電子線路圖形精確度,降低產品次品率,同時可適應PCB技術向高密度、高精度、多層化發展的趨勢。而我國供應商在光刻膠領域取得重大突破,意味着中芯國際在半導體材料供應商又多了一層保障。

    半導體 半導體 7nm 光刻膠

  • 芯片產能供不應求,台積電大規模下單光刻機

    近半年來,芯片代工幾乎進入行業旺季,許多芯片訂單超過半年的排隊期。芯片代工廠無法消耗如此之多芯片訂單,導致產能無法趕上市場消耗,許多企業只能選擇自己購買芯片製造設備。 而據TOMSHARDWARE報道,台積電表示其部署的極紫外光(EUV)光刻工具已佔全球安裝和運行總量的50%左右,這意味着其使用的EUV機器數量超過了業內其他任何一家公司。為了保持領先,台積電已經下單訂購了至少13台ASML的Twinscan NXE EUV光刻機,將在2021年全年交付,不過具體的交付和安裝時間表尚不清楚。同時,台積電明年的實際需求可能高達16 - 17台EUV光刻機。 在搶購EUV光刻機上,雖然台積電搶佔先機,但是台積電也在為光刻機的事情發愁,甚至有報道聲稱碰過會將一部分M1芯片交給三星代工,主要還是因為台積電5nm產能不足,其實我們所講述的產能不足,就是一個相對應的概念,要是市場上面的需求量不多的話,那麼就不會出現這種供不應求的事情。 不僅僅是蘋果、高通等科技巨頭都需要用到這種先進的工藝技術,這裏面已經不光包含了5nm工藝,就連7nm工藝也是需要用到EUV光刻機的,但是EUV光刻機的數量確實還有限,雖然我們現在説台積電斥巨資購買了55台光刻機,但是這麼多台機器還不夠滿足市場所需嗎? 台積電使用ASML的Twinscan NXE EUV光刻機在其N7+以及N5節點上製造芯片,但在未來幾個季度,該公司將增加N6(實際上將在2020年第四季度或2021年第一季度進入HVM)以及同樣具有EUV層的N5P工藝。台積電對EUV工具的需求正在增加是因為其技術越來越複雜,更多地方需要使用極紫外光刻工具處理。台積電的N7+使用EUV來處理最多4層,以減少製造高度複雜的電路時多圖案技術的使用。 根據ASML的官方數據,2018年至2019年,每月產能約4.5萬片晶圓(WSPM),一個EUV層需要一台Twinscan NXE光刻機。隨着工具生產效率的提高,WSPM的數量也在增長。如果要為一個準備使用N3或更先進節點製造工藝的GigaFab(產能高於每月10萬片)配備設備,台積電在該晶圓廠至少需要40台EUV光刻設備。 ASML最新推出的Twinscan NXE:3400B和NXE:3400C光刻系統價格相當昂貴。早在10月份,ASML就透露,其訂單中的4套EUV系統價值5.95億歐元(約合7.03億美元),因此單台設備的成本可能高達1.4875億歐元(1.7575億美元)。也就是説,13套EUV設備可能要花費台積電高達22.84億美元。 但在EUV工具方面,錢並不是唯一的考慮因素。ASML是唯一生產和安裝EUV光刻機的公司,它的生產和安裝能力相對有限。在對其生產工藝進行調整後,該公司認為可以將單台機器的週期縮減到20周,這樣一來,每年的產能將達到45到50套系統。 今年的前三季度,ASML已經出貨了23台EUV光刻機,預計全年銷售量比2020年原計劃的35台少一點。截至目前,ASML已累計出貨83台商用EUV光刻機(其中包括2015年第一季度至2020年第三季度銷售的NXE:3350B、NXE:3400B和NXE:3400C)。如果台積電官方關於擁有全球已安裝和運行Twinscan NXE光刻機中約50%這個説法是正確的,那麼目前可能已經擁有30至40台EUV光刻機。 台積電當然不是唯一採購大量EUV光刻機的半導體制造商。三星目前只使用EUV工藝來生產其7LPP和5LPE SoC以及一些DRAM,但隨着三星晶圓廠擴大EUVL工藝在生產上的應用,三星半導體也提高了基於EUV工藝的DRAM的生產,最終將不可避免地採購更多的Twinscan NXE光刻機。預計英特爾也將在2022年開始使用其7nm節點生產芯片時,將開始部署EUVL設備,很可能在未來幾年成為EUVL設備的主要採用者之一。 未來幾年全球對EUV光刻機的需求只會增加,但從目前的情況來看,在未來一段時間內,台積電仍將是這些光刻設備的主要採購者,三星和英特爾將緊隨其後。雖然説現在台積電在製造技術上面已經在世界穩居第一,但是台積電還是非常依賴光刻機的,要是在短時間內無法達到生產效率,即便光刻機數量增多也無法解決問題。

    半導體 芯片 台積電 光刻機

  • 國產芯片被“卡脖子”的根本問題到底是什麼?

    今日,在華為官方發佈的《任總在C9高校校長一行來訪座談會上的講話》一文中,任正非明確表示,我國芯片設計已經步入世界領先,達到世界第一水平的芯片製造技術在台灣。但是大陸芯片產業的最大問題就是製造設備與基礎工業,製造沒有追上芯片設計的腳步,造成芯片行業的短板效應,因為容易被人卡脖子。 國產芯片設計水平居於領先地位的無疑就是華為海思,任正非説國產芯片在設計方面居於全球領先地位,應該就是説華為海思在芯片設計方面居於領先地位。華為海思研發的高端芯片在性能方面已能與手機芯片老大高通、三星等比肩,從這個方面來説,華為海思確實可以説達到了領先水平。 縱觀全球,只有三星、英特爾等少數幾家企業能完成芯片全套的程序。海思芯片用到了很多ARM的技術架構,目前海思芯片還無法完全脱離ARM所建立的技術底層。 華為海思研發的手機芯片基本都是採用ARM的公版CPU核心和GPU核心,一旦雙方的合作出現障礙,華為就無法跟上世界的腳步,例如去年的麒麟990 5G芯片和今年的麒麟9000芯片都未採用ARM最新的公版核心,導致性能方面落後於高通和三星。 由此可見華為在研發先進芯片方面其實收到ARM的制約,ARM給與它最先進的技術授權,華為海思才能設計出最先進的芯片,一旦ARM與它的合作受阻,它的芯片技術就受到重大的阻礙。當然了,華為目前也在建立自己的底層技術。 華為在手機芯片方面確實具有了較強的技術優勢,不過它的這種領先優勢其實還是有一定的侷限性。如果放到中國整個芯片產業來説,中國在芯片設計方面的技術領先優勢就更為有限了。 芯片多種多樣,據統計數據指全球芯片市場有大約一半來自美國。美國能在全球芯片行業居於絕對的領先地位,得益於它保持100多年的全球製造業一哥地位,這種深厚的積累才奠定了它如今在芯片行業的領導地位。 對於中國來説,中國僅僅是在手機芯片的某個方面具有一定的技術領先優勢,在整體上於海外芯片企業的還是有一定的差距的。如果從各個芯片行業來説,中國落後的地方就更多了。 在存儲芯片行業,中國的存儲芯片才剛剛起步,長江存儲和合肥長鑫去年才投產存儲芯片,當然值得高興的是長江存儲今年已研發出於全球主流水平相當的128層NAND flash,但是中國的存儲芯片產能佔全球的比例還太小,預計到明年才能佔有一成多點的市場份額。 在模擬芯片方面的落後更是人所共知,據稱中國生產的模擬芯片佔全球模擬芯片的比例只有一成左右,而且中國生產的模擬芯片主要是低端芯片,高端的模擬芯片幾乎全數進口,華為恰恰在模擬芯片方面幾乎完全受制於美國,這個行業恐怕需要十年乃至更長時間才能趕得上。 正如餘承東所説,華為一家公司的力量也是有限的,麒麟芯片之所以受限,主要原因就是因為國內找不到一家高端的芯片製程商為麒麟芯片服務。芯片製造的每一台設備、每一項材料都非常尖端、非常難做,沒有高端的有經驗的專家是做不出來的。 所以,當前國產芯片最大的難題還是在於芯片的製程方面,整個芯片差距要在於製造,芯片製造能力,芯片製造設備研發能力,背後是基礎科學、工程科學、應用科學的沉積。 因而,我們國家要重視裝備製造業、化學產業。化學就是材料產業,材料就是分子、原子層面的科學。需要出來更多的尖子人才和交叉創新人才,才會有突破的可能。 任正非還表示,望國內頂尖大學不要過度關注眼前工程與應用技術方面的困難,要專注在基礎科學研究突破上,“向上捅破天、向下紮下根”,努力在讓國家與產業在未來不困難。

    半導體 製造 芯片 設計

  • 芯技術高質量,新能源汽車領域巨頭特斯拉

    汽車製造業的新一代版圖中,以電動化、智能化著稱的新能源汽車是當下的熱門。芯片半導體與新能源汽車的結合,奠定了特斯拉在新能源汽車領域行業的霸主地位,成為當代汽車的贏家,當下能夠挑戰特斯拉權威地位的品牌屈指可數。 處理數字信號與處理物理能源是特斯拉電動車的兩大底牌。新能源的背後就是半導體,其一是太陽能的獲取,其二是功率半導體在新能源控制技術的影響,其三就是異構芯片FSD在新能源的應用。 MCU芯片作為汽車電子系統內部運算和處理的核心,是汽車從電動化向智能化深度發展的關鍵。在汽車向智能化演進的過程中,MCU的市場需求量急劇增長,車規級MCU單值也呈倍數級增長。 處理數字信號:是控制論在無人駕駛的應用,其本質是多反應+少預測的特斯拉FSD,其L5 ADAS的算力將高於智能手機幾個數量級,用CPU、GPU、FPGA、射頻、存儲芯片組成龐大異構算力實時運算將電車喚醒,車載含硅量也將是數量級的提升。 處理物理能源:是信息論在電池電控的應用,四兩撥千斤的功率半導體,用少量信息處理控制巨量電流,極大地提高能效和控制精度,其背後需要一系列的半導體器件(SiC、GaN、IGBT、Mosfet)來實現半導體對電能的有效控制。 太陽能是特斯拉缺省電力來源。光伏的本質:半導體能源,基於半導體工藝硅片和光電轉換效應將光能轉換為電能,同樣也符合”泛摩爾定律“的指數級成本降低,其供應鏈和產業規律也和半導體產業完全類似。 特斯拉是高速行駛的“智能手機”,是插電行走的“服務器”。 特斯拉不僅僅是新能源汽車的革命,更是汽車含硅量躍遷性的提升,單車用的半導體成本是手機的幾十倍以上。從功率半導體,CIS,存儲器到半導體設備材料,整個產業鏈都會受益。 1、功率芯片是特斯拉的“大腦”。汽車動力系統=電池+電驅(電機+電控),電控接收整車控制器的指令,以控制整車的運動。電控中主要是逆變器,逆變器主要是SiC/IGBT模塊,所以IGBT模塊相當於汽車動力系統的“CPU”。 2、攝像頭CIS是特斯拉的“眼睛”。數量上,倒車後視,環視,前視,轉彎盲區等Level3以上的輔助駕駛需要18顆攝像頭。單功能上LFM防閃爍,低光可靠性,HDR寬動態對像素也提出要求,純800萬像素的攝像頭就需要5顆。 3、存儲器Flash是特斯拉的“記憶”。特斯拉自研FSD芯片存儲單元的數量與性能大幅提升,是無人駕駛邁向更高層次重要保障。電動汽車整體含硅量提升,利好產業支撐環節半導體設備,5G+AIOT+汽車電子驅動全球半導體設備進入新一輪上行週期。 4、顯示器面板是特斯拉的“觸覺”。中控顯示屏平均達17寸,高於燃油車8寸的平均尺寸,為市場平均應用尺寸面積的4倍以上。汽車的電子化應用趨勢將帶動LCD車載屏的面積增長需求。 5、FPGA芯片是特斯拉的“心臟”。FPGA和ASIC未來在ADAS系統、馬達控制、激光雷達、車載信息娛樂系統和駕駛員信息系統均有較多應用。FPGA市場為9.5億美元,佔比整個半導體僅2.44%,提升空間巨大。上游晶圓代工將受益於下游產品需求提高。 發展新能源汽車必須掌握核“芯”技術,上下游產業鏈協同合作,共同促進汽車電動化、智能化的快速發展。電動化是車規級半導體增長的源動力,新能源汽車單車半導體價值量是傳統燃油車的2倍以上並逐年遞增;智能化為車規級半導體創造鉅額市場增量,帶動了感知層、決策層、執行層等多樣化的芯片需求。

    半導體 汽車 新能源 特斯拉

首頁  上一頁  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 下一頁 尾頁
發佈文章