由于當前半導體晶圓工廠不斷增加,對于半導體在光刻工藝中所需的薄膜材料需求增加,加上部分半導體廠商致力于開發(fā)更為先進的半導體材料進一步增加需求,加上許多現有的薄膜生產商正開發(fā)針對先進工藝的薄膜材料,相關半導體薄膜材料已處于供不應求、價格攀升的狀態(tài)。
按照臺積電(TSMC)的計劃,在2022年至2025年期間,將陸續(xù)推出N3、N3E、N3P、N3X等工藝,后續(xù)還會有優(yōu)化后的N3S工藝,加上可以使用FINFLEX技術,可涵蓋智能手機、物聯網、車用芯片、HPC等不同平臺的使用需求。臺積電在3nm制程節(jié)點仍使用FinFET晶體管,不過到了2nm制程節(jié)點,即2025年量產的N2工藝將啟用全新的Gate-all-around FETs(GAAFET)晶體管。
據相關媒體的報道,臺積電已做出了戰(zhàn)略決策,開始為1nm級別的芯片生產鋪路,決定選址中國臺灣桃園附近的龍?zhí)犊萍紙@區(qū),興建新的晶圓廠。該地點距離臺積電總部所在的新竹科技園區(qū)不遠,將為當地創(chuàng)造數千個高薪工作崗位。
目前先進半導體工藝的生產設備相當昂貴,估計這間晶圓廠的投資金額大概在320億美元。相比之下,臺積電現有采用3nm和5nm工藝生產的晶圓廠,投資金額約為200億美元,新晶圓廠有著不小的增幅。
臺積電暫時只披露了N2工藝的計劃,接下來更為先進的制造技術會如何發(fā)展還不清楚,有業(yè)內人士估計,1nm級別的工藝可能要到2027年至2028年才能量產,很可能會用到ASML最為先進的High-NA EUV光刻系統(tǒng),將提供0.55數值孔徑。由于1nm級別工藝的芯片無論設計還是制造成本都非常高,不要指望很多公司和芯片會采用。
什么是芯片?
芯片是一個扁平的硅片,上面嵌入了集成電路,甚至包括晶體管。硅晶片上產生了微小開關的圖案,通過嵌入材料,形成相互連接形狀的深而完整的網格。
有一些復雜的過程導致這些互連電路的構建。接下來將詳細討論所有這些原料硅。硅是技術行業(yè)的數字目標。
因為它是一種廣泛使用的半導體,制造商通常通過添加磷或硼的方式改善半導體的性能。我們很多人都知道,硅是由沙子制成的,硅元素是繼氧之后第二常見的元素。
沙子是二氧化硅的一種形式,硅晶片由其制成。第一步是將沙子熔化成一個大圓筒形的結晶鑄,從中切下薄晶片用于芯片。
優(yōu)質純硅始終是一種強制性材料,要求比較苛刻。因此,每1000萬個硅原子只允許一個雜質原子。硅球的直徑范圍不同,其中最常見的尺寸為150mm、200mm和300mm。對于芯片,硅片必須非常薄。
因此,在制造這些晶片的地方有一種特殊的標志技術。為什么使用硅?硅是一種半導體,只要滿足某些條件,它就變成一種有效的導電體。每個硅原子有四個最外層的電子。因此,實際的純單晶硅在室溫下是不導電的。
為了使其導電,將少量特定原子作為雜質添加到晶圓中,這個過程被稱為摻雜。通常,硼和磷原子被大量使用。在元素周期表上,最合適的元素和這些基團與硅非常接近,因此具有非常相似的性質。
眾所周知,科技是第一生產力,自從進入21世紀以后,全球的科技產業(yè)就開始快速的發(fā)展起來;如今電子科技產品已經充斥著我們的生活,并改變著我們的生活;值得一提的是,在所有的電子科技產品中,都需要有芯片的支持才行,離開了半導體芯片的支持,我們的手機都無法開機;所以半導體芯片領域的發(fā)展也是十分重要的!
在半導體芯片領域,我國的發(fā)展起步較晚,基礎也較為薄弱,而且國產科技企業(yè)長期以來都受到“買辦”思想的影響,所以我們在半導體芯片領域的發(fā)展也是比較落后的;這些年來,國產國產科技企業(yè)發(fā)展所需要的芯片幾乎都是依賴于從國外進口而來,這也讓國產科技企業(yè)很容易被人卡脖子發(fā)展,而華為被老美打壓就是最好的警醒;我們要想在半導體領域不受制于人,那么就必須要想辦法突破才行,如今在無數中國科技企業(yè)的帶動下,中國芯片也開始逆襲了!
在國內市場上,阿里的平頭哥也發(fā)布了基于RISC-V架構開發(fā)的羽陣611/612芯片,另外阿里還發(fā)布了全球首個RISC-V架構開發(fā)平臺無劍600;這也讓我們走在了RISC-V領域的最前沿;另外還有一大中企長江存儲也突破了NAND存儲芯片的核心技術,并實現了量產,這也直接打破了美韓廠家的壟斷!