光刻机或不再是瓶颈?芯片出现新技术路线,荷兰ASML应该意识到了
不由得,一声叹息……
记得至少在10nm制程工艺时期,就"畅想"硅基材料的半导体芯片,一旦达到5nm制程工艺物理极限,又该如何去应对量子隧穿效应?
现如今,搭载到iPhone等智能手机的5nm芯片,却已经"梅开二度"奔着3nm工艺去了~
更夸张的是,一些具备"先行者"优势的半导体企业,进一步将2nm乃至1nm制程技术提升了日程!
美国IBM秀出来的2nm制程工艺芯片样本
时至今日而言,越是先进高性能的芯片,晶体管的密度就越高了,研发设计这些高端芯片,离不开配套的EDA软件!
一些研发设计好的芯片数据板,通过半导体晶圆制造实现量产;诸如台积电之类的产线上,需要光刻胶等半导体基础材料供应、以及光刻机等半导体关键设备来加工……
可谓是环环相扣。
经常关注半导体行业的网友们,应该偶然或特意了解过:通过已成常见的DUV(深紫外)光刻机设备,此前仅能实现7nm以下的制程工艺制造!
能够支撑7nm以上制程工艺的、诸如5nm硅基材料芯片的量产, 就需要更先进技术的EUV(极紫外)光刻机设备 ,否则就算是台积电也不能大力出奇迹~
也就是说,半导体芯片产业最终"卡脖子"的大拿,目前还是荷兰ASML光刻机组装巨头……
半导体硅基芯片的晶体管数量对比
一个让诸多侧重芯片研发、设计企业"头疼"的问题是:
第二代半导体硅基材料,越是需要集成更多晶体管数量的芯片,就越是需要更先进制程工艺的技术;而越是先进制程工艺技术的产线,量产制造的成本就越是出奇的高!
一边是研发设计投入的人才与资源高了,一边是台积电等代工产线的价格高了,根源则是荷兰ASML光刻机设备价格高……
最终就导致了,不是电子产品厂商利润的变低了,就是消费者需要付出更高的费用~
难道就没有办法打破"惯例"下的水涨船高现象吗?
时间来到了2022年, 随着美国苹果公司发布M1系列"疯狂集成晶体管数量"堆砌性能的芯片,外界赫然发现了一件有意思的事儿!
随着光刻机等设备越来越贵,量产化制造成本越来越高, 芯片出现了新技术路线……
应用在苹果Mac电脑主板的M1处理器芯片
此前 "为了集成更多晶体管 实现芯片性能的堆砌" 行业普遍方案,需要台积电不断升级更先进的光刻机设备、进而攻关制程工艺技术,再给第三方芯片研发设计企业代工!
一度曾与华为技术并列、作为台积电先进制程技术研发"早期投资者"的苹果公司,在其所谓「升级版」性能的自研 M1 Ultra 制霸级芯片……
相对于最初M1基础版、随后M1 Max版处理器, 通过创新性UltraFusion封装架构,连接两颗 M1 Max 芯片内部晶粒 ,苹果公司才打造出了 M1 Ultra 空前性能的芯片!
这其实也就意味着:
新一代 Apple M1 Ultra 处理器芯片,源于苹果走通了一条新的技术路线 !
不是 通过台积电继续迭代5nm工艺、也不是 基于ASML更先进的光刻机……
一种通俗的说法是:
通过创新性Apple Ultra Fusion封装架构,加上台积电3D Wafer-on-Wafer封装技术,进一步"削减"了荷兰ASML光刻机重要性!
华为技术旗下海思半导体研发的麒麟芯片
一家叫作Graphcore位于英国的AI公司,此前推出了新款AI处理器Bow IPU单元,就是采用了来自中国台积电提供的3D Wafer-on-Wafer封装技术!
要知道,这家位于英国的AI芯片公司, 比美国苹果公司M1 Ultral更早使用该技术……
苹果公司在2021年10月份发布「可以用来拼装M1 Ultral」方案的Apple M1 Max版本芯片时,就被外界发现了 Apple M1 Max芯片「边缘」的额外预留晶体部分~
可实际上,总部位于中国深圳的华为技术公司,于2021年6月份就被曝光了「双芯片叠加技术」相关专利图纸!(华为技术方面的研发立项,显然要远远早于申请专利)
令人唏嘘的是,似乎在某些个莫名出现的"未知意图人士"引导、尤其是"雷猴儿米系"睿智粉儿添油加醋渲染下, 华为技术曝出专利「双芯片叠加」被嘲讽的一塌糊涂……
大概美国苹果公司发布M1 Ultral执行双芯片叠加方案,能让部分理智用户回过神儿?
紫外光源的光刻机加工芯片(示意图)
值得一提的是,不止华为技术专利曝光双芯片叠加,英国AI芯片公司Graphcore、美国苹果公司Apple M1 Ultral发布,先后采用了台积电3D Wafer-on-Wafer封装技术!
如同苹果公司启用自研「创新性UltraFusion封装架构」方案那般, 美国超微半导体公司(AMD)也提出了自研3D chiplets封装架构……
这些顶级芯片研发设计公司各自祭出了的封装架构、配上台积电这类先进制程技术代工产线的「晶体管叠堆技术」,很大程度了造就了「芯片新技术路线」的出现!
在外界都产生如此清晰认识的局面下,善于整合全球各国地区多种精密元器件、组装先进EUV光刻机设备、并限量销售还卖出了"天价"的 荷兰ASML,应该意识到了……
半导体芯片行业「规矩」的以往顺序是:
荷兰ASML光刻机交付了新技术产品、台积电才能打磨新制程工艺技术芯片产线、其它研发设计企业才能基于「此进展」开发,这种产业现状正在被打破!
某种程度上,外界可以这样简单的理解:
各芯片研发设计企业「联手」主流芯片制造量产厂商 ,换了一种提升晶体管数量、堆砌芯片性能的技术路线, 越来越「不需要」ASML之类的光刻机设备厂商"主导"了。
华为技术「双芯片叠加」方案是对的,
中芯国际「N+1」7nm方向也是对的……
作者:蔡发涛 | 今日头条号内容
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