行业纵横:中国芯片在三大领域实现突破
芯片产业链的范围是非常广的,从设计芯片到落地销售,几乎每一个环节背后都有庞大的产业链供应商在参与其中,可以细分到材料和设备等等领域。打造完善的芯片产业链,就需要在各个领域内实现布局。中国芯片在三大领域实现了突破。
一颗芯片的背后是产值千亿美元的半导体供应链,需要调动全球上千家厂商参与其中。根据种类的不同,在设备方面就有光刻机、刻蚀机、离子注入机、清洗机等等。
这些设备会在芯片制造的过程中提供必要支持,保障生产。除了设备,惰性气体,光刻胶这些材料也是不可或缺的,产生的化学反应能稳定芯片生产。
第一项突破是第三代半导体氮化镓。
传统的芯片制造路径面临摩尔定律极限的问题,如果无法突破摩尔定律,那么在物理规则的极限面前,将很难再进一步,哪怕是微不足道的进步也需要成倍的努力。
有些厂商考虑换道出发,更改材料去探索前路。比如使用第三代半导体材料氮化镓(GaN)或者碳化硅(SiC)作为芯片制造的基础。
第三代半导体材料有更好的耐高温、耐高压、大功率等特性。市面上的芯片大部分都是以第一代半导体材料硅为主,制成硅基芯片。而国产厂商英诺赛科是国内领先的硅基氮化镓制造商,因为氮化镓半导体产业不属于先进工艺,所以对于高端制程设备的依赖会更小。
英诺赛科已经在国内建成多座8英寸硅基氮化镓生产线。另外,由于第三代半导体材料备受市场关注,所以英诺赛科获得了不少融资,在D轮融资中得到30亿元的融资规模。
氮化镓材料还处于起步阶段,虽然相比硅材料的市场占有率仍存在差距,但以碳化硅,氮化镓为代表的第三代半导体材料市场份额已经在逐步上升了。在应用潜力方面,这些芯片材料可以用于新能源汽车,充电器等等。
其次第二项突破是光子芯片。
芯片材料决定了性能和功耗表现,硅基材料生产出来的电子芯片产品对架构,高端半导体设备有很大的依赖。到了5nm的程度,还必须使用EUV光刻机。
全球只有台积电和三星能生产出5nm的电子芯片,因为成本和技术的缘故,让玩家非常少。更重要的是,电子芯片制程越往下越难突破。
业内正在探索的光子芯片就不一样了,一方面光子芯片有更快的传输速率,另一方面光子芯片制程结构更简单。所以光子芯片的优势是很明显的,哪怕制程低一些,凭借更快的传输速率也能达到和高端电子芯片相近的效果。
技术门槛降低之后,对掌握核心技术会更有利。在光子芯片产业链中国实现了突破,国产厂商已经在筹备国内首条“多材料,跨尺寸”的光子芯片生产线了 ,一旦建成,对各行各业的发展都有重要意义。
第三个突破是光刻胶材料。
芯片在光刻过程中,是需要光刻胶材料支持的,如果没有光刻胶,那么芯片线路图就无法通过光刻机曝光在晶圆上。虽然光刻胶的市场规模不如光刻机设备,却能起到四两拨千斤的效果。
光刻胶材料的作用是保护晶圆衬底,当光刻机进行曝光时,光刻胶在化学反应下会对芯片线路进行显影。后续再通过刻蚀机把芯片线路给雕刻出来。
一直以来,高端光刻胶材料核心技术都是被日本把持着,但国产厂商也在持续深耕光刻胶技术,包括上海新阳、南大光电、晶瑞电材、徐州博康等等都是国产光刻胶产业链的重要成员。
上海新阳的ArF光刻胶正在进行客户认证,晶瑞电材打算在年底前批量出货KrF光刻胶 ,其它国产厂商也有不同的进展。这些进展突破会丰富国产光刻胶产业链,夯实基础。
国产芯片开始“逆袭”了,第三代半导体的探索,还有光子芯片,光刻胶材料等等都有相应的进展突破。
中国芯片该稳步向前,一步一个脚印,厚积薄发。只有在各个产业链领域投入研发生产力量,积累更多的核心技术,才能迎来回报。相信国产芯片还能在更多的领域实现突破,也许是芯片设计,也许是芯片制造,就让我们拭目以待。
芯片产业链非常庞大,从设计到制造,再到封装测试,每一个步骤领域都有各大供应链厂商在参与布局。但想要掌握自主可控的产业链技术,需要继续砥砺前行。(来源:青源科技谈)
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