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原标题:赛迪发布《中国IC【财神彩票】 28纳米工艺制程发

浏览次数:199 时间:2020-05-07

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2015年9月24日,赛迪顾问发布《中国IC 28纳米工艺制程发展》白皮书。白皮书指出,随着28纳米工艺技术的成熟,28纳米工艺产品市场需求量呈现爆发式增长态势:从2012年的91.3万片到2014年的294.5万片,年复合增长率高达79.6%,并且这种高增长态势将持续到2017年。白皮书明确表示,28纳米工艺将会在未来很长一段时间内作为高端主流的工艺节点。考虑到中国物联网应用领域巨大的市场需求,28纳米工艺技术预计在中国将持续更长时间,为6-7年。  目前中国正着手从半导体制造领域实现突破、进而提升整个半导体产业水平。业界普遍认为,发展中国集成电路产业,技术创新、模式创新和体制机制创新是一个有机统一。赛迪在其白皮书中称,传统IDM模式的高生产运营成本制约了技术创新,同时技术进步难度大,产能和市场难以匹配;而行业分工模式导致工艺对接难度加大,Foundry的标准化工艺研发不利于满足客户特色需求,各Foundry厂工艺不统一增加了Fabless适配难度,两种模式均不能满足中国集成电路行业的未来发展需求。其经过调研认为,IC设计(Fabless)和晶圆代工(Foundry)的“联合创新”模式更值得推崇。联合创新模式是一种分工基础上的紧密合作,是一种产业结构上的虚拟再整合,有利于加快Foundry工艺进步速度,有助突破产业发展瓶颈,提高Fabless工艺适配能力,提升产品性能优化空间。  白皮书用较大篇幅介绍了“中高联合创新模式”,认为全球最大的、领先的Fabless厂商Qualcomm(美国高通公司,以下简称“高通”),和中国内地最大的Foundry厂商中芯国际的合作具有典型意义和示范作用。赛迪在白皮书中表示,高通拥有众多关于半导体工艺和设计的领先技术。作为双方28纳米制程工艺合作的一部分,高通为中芯国际提出实际的产品需求。这对帮助中芯国际利用、改进和完善其生产能力,打造出高良品率、高精确度的世界级商用产品至关重要。同时,协同技术创新也有利于中芯国际建立世界级的28纳米工艺设计包(PDK),可以帮助高通以外的其它设计企业对中芯国际28纳米工艺树立信心。  白皮书称,“‘中高联合创新’正推动中国28纳米走向成熟,也开启了IC产业发展新模式。作为全球领先的无晶圆半导体厂商,高通是少数几家能够以规模化和技术资源支持半导体代工厂开发及成熟化领先制程工艺的厂商。  资料显示,2014年高通与中芯国际宣布了将双方的长期合作拓展至28纳米晶圆制造。中芯国际藉此成为中国内地第一家在最先进工艺节点上生产高性能、低功耗手机处理器的晶圆代工企业。仅仅一年多时间,中芯国际28纳米芯片组实现商用;而在2015年9月,中芯国际、国家集成电路产业投资基金股份有限公司和高通宣布达成向中芯长电半导体有限公司投资的意向并签署投资意向书,投资总额为2.8亿美元。如本轮拟进行的投资一旦完成,将帮助中芯长电加快中国第一条12英寸凸块生产线的建设进度,从而扩大生产规模,提升先进制造能力,并完善中国整体芯片加工产业链。  从高通角度,业内人士普遍认为,其也将从“中高联合创新模式”中获得巨大裨益。与中芯国际深度合作,使高通增加了一个28纳米生产合作伙伴,该模式也可帮助高通更接近中国市场客户,更好地满足中国市场及客户的需求;而当下,中国物联网市场也正孕育巨大市场机会,高通曾在多个场合强调其技术正试图“拓展互联网边界”,业界认为与中芯国际等国内企业的合作,对于高通抓住和实现未来万物互联的机遇至关重要。

提及中国的半导体产业,尽管我们在追赶中取得了不小的成绩,但若将我们的投入与目前在市场中的影响力相比,显然不能算成功,而从当下全球半导体产业的发展趋势看,竞争愈演愈烈,退出、兼并和整合之势越发明显,AMD的陨落;德仪、爱立信和英伟达在移动芯片市场的无奈退出,预示着未来半导体产业的胜者将更多依赖企业自身庞大的资金实力和持续不断的投入,这种现实之下,中国半导体产业要逆势成长,甚至像业内所言的“弯道超车”谈何容易。那么问题来了,中国半导体产业真的还有机会吗?

日前,赛迪顾问发布的《中国IC 28纳米工艺制程发展》白皮书针对中国半导体企业现状和企业特点,首次提出了联合创新发展模式和将28纳米技术节点作为中国半导体产业“弯道超车”的策略。那么这种策略真的能给中国半导体产业带来“弯道超车”的机会吗?理由何在?

众所周知,技术含量颇高的半导体产业,如何切入,或者说切入点和赶超点的选择至关重要。如果过于超前,一来技术水平难度和风险过大,很可能无功而返;其次是从市场需求的角度看,也不足以实现市场化的支撑力,导致有技术无市场或市场相对较小而造成的空白期。相反,如果过于落后,不仅与全球半导体产业水平的差距越来越大,造成资源的无端浪费,同样也背离了市场的主流需求。

在此,我们不得不提或者参照ITRS(International Technology Roadmap for Semiconductors国际半导体技术蓝图)技术节点的概念。该概念定义为“在工艺中实现重大进步”,或者说“每节点实现大约0.7倍的缩小”或“每两个节点实现0.5倍的缩小”。而根据半导体工艺路线图的演进,40纳米的下一代工艺节点应该是32纳米,然后是22纳米。然而,产业界从40纳米向下演进时,中间经过32纳米却很快跳跃到28纳米。因为当工艺演进到32纳米时,使用基本相同的光刻设备便可以延伸缩小至28纳米。在成本几乎相同的情况下,使用28纳米工艺制程可以给产品带来更加良好的性能优势。与40纳米工艺相比,28纳米栅密度更高、晶体管的速度提升了大约50%,而每次开关时的能耗则减小了50%。

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另外,推动半导体产业前进的主要动力之一是光刻工艺尺寸的缩小。目前28纳米采用的是193纳米的浸液式方法,当尺寸缩小到22和20纳米时,传统的光刻技术已无能为力,必须采用辅助的两次图形曝光技术(double patterning,简称为DP)。然而这样会增加掩膜工艺次数,从而致使成本增加和工艺循环周期的扩大。这就造成了20和22纳米无论从设计还是生产成本上一直无法实现很好的控制,其成本约为28纳米工艺成本的1.5—2倍左右。因此,综合技术和成本等各方面因素,28纳米都将成为未来很长一段时间内的关键工艺节点。

更为重要的是,从市场需求看,随着28纳米工艺技术的成熟,28纳米工艺产品市场需求量呈现爆发式增长态势,即从2012年的91.3万片到2014年的294.5万片,年复合增长率高达79.6%,并且这种高增长态势将持续到2017年。之后随着14和16纳米工艺技术的逐渐进步,28纳米产品的市场需求量将会出现小幅下滑。此外,28纳米工艺技术因其性价比高、应用领域广泛,预计还将持续4—5年。同样是成本原因,14和16纳米不会迅速成为主流工艺,因此,28纳米工艺将会在未来很长一段时间内作为高端主流的工艺节点。考虑到中国物联网应用领域巨大的市场需求,28纳米工艺技术预计在中国将持续更长时间,为6—7年。

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