2018年8月8日，杭州嘉楠耘智信息科技有限公司（簡稱嘉楠耘智）宣布：全球首款7納米（7nm）芯片成功量產(chǎn)。
該芯片由杭州本土企業(yè)杭州嘉楠耘智信息科技有限公司自主研發(fā)并投入量產(chǎn)，目前，首批7nm芯片由臺積電代工已完成交貨，將率先應(yīng)用在嘉楠耘智的區(qū)塊鏈超級計算機中。不僅是區(qū)塊鏈第一個7nm芯片，也是全球半導(dǎo)體第一款7nm芯片，為目前全球半導(dǎo)體行業(yè)最高量產(chǎn)工藝等級。
嘉楠耘智公共事務(wù)部總監(jiān)屠松華介紹，早在2013年，團隊就已成功研發(fā)并量產(chǎn)110nm芯片，2015年至2018年，相繼成功研發(fā)并量產(chǎn)了28nm、16nm。如今的7nm芯片擁有業(yè)內(nèi)最高的算力密度、更低的成本和更大的產(chǎn)能、同時具有低功耗、耐高溫、高良率等特點。
面對這樣的“好消息”，小編卻高興不起來，因為目前世界上能夠研發(fā)設(shè)計7nm處理器的企業(yè)遠不止嘉楠耘智一家。今年下半年，臺灣積體電路制造股份有限公司（簡稱臺積電）還會相繼代工蘋果A12、華為海思麒麟 980、高通驍龍新系列處理器等同為7nm工藝的芯片。
下面讓小編給大家扒一扒芯片制造的那些事：
1、會畫圖，卻不會塑型的硬傷
芯片是一個高端工業(yè)產(chǎn)品，生產(chǎn)過程最重要的兩個環(huán)節(jié)是“設(shè)計”與“加工”。“設(shè)計”指的是工程師把各種電路圖編排優(yōu)化并形成“設(shè)計圖”的過程。加工”指機器在硅晶體材料商刻畫“設(shè)計圖”的過程。在這，小編給大家側(cè)重說明一下芯片的加工過程。
芯片加工跟家具加工相似，木匠加工木的核心在于木頭塑形，一般情況下，木匠會先用墨斗在木料上畫黑線，然后再根據(jù)黑線進行鋸、鑿、刨等工序?qū)⒛玖霞庸こ尚汀Ｏ嗨频兀酒谱骶褪窃诠杈w上畫線和雕琢，主要用到蝕刻機和光刻機這兩個工具。工人先使用“光刻機”在硅晶體光刻膠涂層上“描線”，再運用蝕刻機根據(jù)線條“打磨”掉不需要的部分。光刻機畫線的線條精度及蝕刻機洗蝕可控精度越高越有利，做出來的芯片也就越精致。
我國的芯片制造水平約落后于世界3~5代，我國刻蝕機可以達到世界先進水平，但我國目前光刻機水平在90nm以下28nm以上，國家計劃到2020年達到22nm。你沒看錯，人家已經(jīng)做到7nm了，我們卻還在停留20nm以上掙扎。
2、造芯利器“EUV 極紫外光刻機”與ASML
EUV 極紫外光刻機，如今最先進的光刻機，是唯一能夠生產(chǎn) 7nm 以下制程的設(shè)備。該光刻機的兩大關(guān)鍵高科技部位，光源來自美國公司Cymer，鏡頭來自德國。EUV售價1.2億美元。
ASML Holding N.V（阿斯麥）是世界上全球最大的半導(dǎo)體設(shè)備制造商之一，也是唯一一個能夠制造 EUV 光刻機的廠商。公司總部設(shè)在《瓦森納協(xié)定》締約國之一的荷蘭，大股東有美國因特爾，臺積電，三星等。
據(jù)介紹，ASML計劃在2018年生產(chǎn)20臺EUV 光刻機。臺積電、英特爾和三星等半導(dǎo)體巨頭都已經(jīng)向 ASML 采購了EUV 光刻設(shè)備，臺積電預(yù)定了10套，三星6套，英特爾3套。
看到這里，看官可能有個疑問：為什么我們不購買這個設(shè)備？我們大中國有不少企業(yè)出得起1.2億美元吧！事實上，這還真的不是我們不想買，而是買不到，說道這就不得不提一提《瓦森納協(xié)定》了。
3、《瓦森納協(xié)定》：就不賣給你
《瓦森納協(xié)定》全稱為《關(guān)于常規(guī)武器和兩用物品及技術(shù)出口控制的瓦森納協(xié)定》 (The Wassenaar Arrangement on Export Controls for Conventional Arms and Dual-Use Good and Technologies)，協(xié)議旨在限制世界高端技術(shù)傳播。目前共有包括美國、日本、英國、俄羅斯等在內(nèi)的40個國家共同簽署。
“瓦協(xié)”包含兩份控制清單：
一、軍民兩用商品和技術(shù)清單，涵蓋了先進材料、材料處理、電子器件、計算機、電信與信息安全、傳感與激光、導(dǎo)航與航空電子儀器、船舶與海事設(shè)備、推進系統(tǒng)等9大類；
二、軍品清單，涵蓋了各類武器彈藥、設(shè)備及作戰(zhàn)平臺等共22類。
目前“瓦協(xié)”成為各國對華（內(nèi)地）高科技出口管制的主要“指導(dǎo)性文件”。
4、被人掐住咽喉的痛
全球半導(dǎo)體前15大設(shè)備供應(yīng)商，他們當(dāng)中全部都是受到瓦森納協(xié)定限制的，這樣大陸的企業(yè)就買不到最先進的制造設(shè)備。
中芯國際集成電路制造有限公司（中芯國際）是中國內(nèi)地規(guī)模最大、技術(shù)最先進的集成電路芯片制造企業(yè)。
在購買不到先進設(shè)備的情況下，中芯只能曲線救國，與比利時微電子研究中心（IMEC）的合作。IMEC先從ASML應(yīng)用材料買設(shè)備，用完5年后符合瓦森納協(xié)議要求就可以轉(zhuǎn)賣給中芯國際！
Intel、三星、臺積電2015年能買到ASML10 nm的光刻機。而大陸的中芯國際，2015年只能買到ASML2010年生產(chǎn)的32 nm的光刻機。5年時間對半導(dǎo)體來說，已經(jīng)足夠讓市場更新?lián)Q代3次了。除了不能買到最新的設(shè)備以外，受到瓦爾納協(xié)定的影響，華裔工程師還不能進入到歐美等知名半導(dǎo)體公司的核心部門，防止技術(shù)泄露。
買不到頂尖的制造設(shè)備，沒有頂尖的人才交流，以上種種制約，讓我們半導(dǎo)體行業(yè)的前進步伐舉步維艱。我國每年在小小的芯片上所花費的錢遠遠超過很多大宗商品，僅2016年1月至10月份期間，中國進口芯片一共花費了1.2萬億人民幣，這是赤裸裸的變相剝削。
5、破局契機
相比于嘉楠耘智首發(fā)7nm芯片的消息，小編認為以下的這一則才算喜訊，網(wǎng)傳中芯國際向ASML申購了一臺EUV 光刻機，并達成了申購，將會在2019年交付。這若能成真，這應(yīng)當(dāng)是破除我國芯片制造業(yè)困境的第一步，此后的設(shè)備研發(fā)只能徐徐圖之。
頂級中國芯，任重而道遠！
圖片來源于網(wǎng)絡(luò)
