近年来,半导体技术的发展速度非常迅速。短短几年时间,芯片生产技术已经从10nm发展到今天的5nm,未来还将继续向3nm、2nm推进。4月16日消息,据说已经支持TSMC,预计2030年量产1nm以下工艺。
以协助半导体制造商,如TSMC、日月等。为提前布局12英寸晶圆制造利基设备,高雄半导体材料区将设立南方半导体材料走廊,掌握关键化学品和材料优化参数。简单来说,高雄半导体材料区将专门设立一个区域,用于研发更先进的材料和生产1纳米以下的工艺芯片。

小于纳米的长度单位是Amy,1 Amy =0.1nm,想要突破1nm的极限产生更先进的技术,需要进入Amy技术时代。要知道ASML目前规划最远的型号光刻机EXE:5200,数值孔径为0.55NA,最多只能服务于1nm工艺。而且硅片和曝光洁净室已经到了物理极限,从芯片技术突破到艾米技术是一个很大的挑战。

去年,TSMC实现了5nm工艺的量产,今年将推出改进的5nm+工艺。3nm工艺将于2022年开始量产,2nm工艺已经在研发中,预计最快2024年问世。
2nm工艺之后,就是1nm工艺了。1nm不仅是数字上的突破,也是硅基半导体的终点。意味着当芯片生产工艺达到1nm时,可能面临无法再次突破的局面。只有选择全新的材料,我们才有望生产出艾米的芯片。
那么到了1nm,甚至艾米时代,芯片技术能带来什么变化呢?最明显的肯定是芯片性能的提升和功耗的降低。如果性能和功耗的平衡控制得好,发热情况可能会全面改善,有望将手机、电脑等设备做得更薄更轻。
但是,突破5nm以下新工艺的每一步都是非常困难的。第一,成本会成倍增长,包括研发成本、光刻机成本等等。其次,是技术瓶颈。去年苹果A14采用了5nm工艺,但是带来的性能提升并没有理论上那么高。很大原因是技术水平达不到理想值,也可以理解为5nm工艺的伪标。
7nm到5nm那么难,5nm到3nm甚至1nm,工艺更难。中国在半导体技术上一直处于落后状态,或许可以在艾米的技术上有创新性突破,或许可以弯道超车。但按照正常的技术发展,1nm应该需要5~10年才能到来,艾美奖过程会更长,但未来可期。


