2纳米芯片,巨头的金钱竞赛( 四 )


亲历中国50年半导体行业发展历程的行业观察者、学者莫大康有一个测算 , 以台积电为例 , 45nm时贡献20%的营收需要两年;28nm时贡献20%的营收需要一年;7nm时贡献20%的营收需要半年;5nm时贡献20%的营收只要一个季度 。 2021年 , 5纳米制程的收入占据总营收的19% 。 如果据此推算 , 3纳米甚至进展到2纳米制程的时候 , 或许不到一个月就能贡献到20%的营收 。
2纳米芯片,巨头的金钱竞赛
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巨头进击
对于每一个在半导体产业链上的公司 , 都有一条明确的技术路线图 。
每年全球半导体产业各类技术会议上 , 绝对的重头戏是讨论半导体的技术创新路线 , 参与方包括企业、大学、研究所 , 这些交流越深入 , 技术路线图就会变得越来越清晰 。 企业会资助大学进行前期的研究 , 研究成果会定期在技术会议上进行讨论 。 如果觉得可行 , 那么设备厂商就会开始着手研发 , 推出设备之后 , 会拿到研究所去试 。 这个过程当然谈不上良率 , 但研究人员和企业都会提出各种问题 , 然后进行改进 。 半导体厂内部也会有一些项目 , 站在生产实用的角度把会议上提到的研究继续工程化 , 看是否能够变成商用化的产品 。
从研发走到实验室 , 是一个漫长的过程 。 往往需要走7年-10年的时间 。 2纳米制程的技术路线 , 在半导体业界 , 2016年的时候就已经很明确了 , 而在2014年左右 , 已经有研究论文发表 。
“设备厂商很清楚知道我们的目标在哪里 , 两年后必须要有一个什么样的机器 , 如果没做出来 , 我们的设备就很容易被淘汰 。 ”一位设备厂的研发人员告诉《财经十一人》 。 因此 , 设备厂也在紧锣密鼓地迭代自己的技术和产品 。
这就是摩尔定律的残酷所在 , 一旦跟不上某一个节点 , 就很可能被甩在后面 。
曾经 , 在进行到65纳米时 , 根据摩尔定律 , 下一个工艺制程推算应该发展157纳米光源的光刻技术 , 但157纳米光源的商业化进程迟迟未能落地 , 摩尔定律面临终结 。 半导体业界存在两种路线的争论 , 一个是继续研发157纳米光源的光刻技术 , 另一个是另辟蹊径 , 采用台积电林本坚所提出的浸润式微影技术 。
那个时候 , 美国、欧洲和日本的设备厂已经投下大量研发费 , 用开发157纳米光源的光刻技术 。
彼时的阿斯麦公司还没有现在的地位 , 总共只有30号人 , 技术远远落后于日本的光刻公司 , 光刻机的巨头是日本的尼康公司 。 林本坚找到阿斯麦 , 希望共同研发浸润式微影技术 , 阿斯麦为了能够在竞争激烈的摩尔定律追逐中生存 , 对这个提议非常上心 , 大概一年左右拿出了132纳米的样机 , 然后在台积电的产线上试 , 很快就实现量产 , 率先推动了摩尔定律 。
阿斯麦也在这个关键节点上 , 超越了尼康 。 而尼康则已经把大把钱投入在了157纳米光源的机器上 , 尽管后面尼康已经研发出了157纳米的光刻机 , 但市场却已经有了新的产品 , 尼康被一直压制到现在 。
上述设备厂的研发人员还记得 , 在他们公司成立时 , 他们就要瞄准65纳米的工艺研发设备 , 做完之后立刻就要做45纳米的机器 。 “每一代更新、每一个时间点的步骤都很明确 。 ”他说 , “当然 , 压力也很大 , 因为只要一代设备没有跟上 , 公司可能就会死 。 ”
在EDA行业多年的朱勇对此深有体会 。 目前 , 新思科技的主流工具是以9个月为固定周期进行版本的更新 。 他告诉《财经十一人》EDA工具的更新和迭代分为两种 , 一种是演进式 , 这是最主要的发展方式 , 主要是根据工艺、应用等新的特点和需求对现有工具进行功能增强 , 这种迭代是持续进行中的 。 另一种EDA工具的发展是革命性的 , 通过推出革命性的工具和方法学 , 引领业界发展方向的创新 。