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中兴7nm芯片商用之际,中芯国际7nm制程“取得突破”

作者:   来源:观察者网  热度:0  时间:2020-10-12
  观察者网·大橘财经讯(文/吕栋 编辑/尹哲)在中兴通讯宣布5G基站7nm芯片实现商用的同一天,中芯国际第二代FinFET工艺也凑巧曝出新进展。  10月11日,珠海市委机关报《珠海特

  观察者网·大橘财经讯(文/吕栋 编辑/尹哲)在中兴通讯宣布5G基站7nm芯片实现商用的同一天,中芯国际第二代FinFET工艺也凑巧曝出新进展。

  10月11日,珠海市委机关报《珠海特区报》发布报道,IP和定制芯片企业芯动科技已完成全球首个基于中芯国际FinFET N+1先进工艺的芯片流片和测试,所有IP全自主国产,功能一次测试通过。

  受此消息刺激,阴跌已久的中芯国际,今天A股和港股均大幅上涨,带动A股半导体概念纷纷飘红。

  截至发稿,中芯国际A股和港股涨幅均一度接近14%,半导体设备供应商中微公司、北方华创、安集科技等涨幅也超过5%。

  

  中芯国际港股(左)和A股股价信息

  关于N+1工艺,中芯国际联合CEO梁孟松去年曾透露,该工艺在功率和稳定性方面7nm工艺非常相似,且不需要EUV光刻机,但在性能方面提升还不够,所以N+1工艺是面向低功耗应用领域的。

  所谓成功流片,中科院半导体所相关人士向观察者网介绍,就是在实验室得到性能达到指标的器件的意思。而要实现真正量产,器件的可靠性、退化机制等一些特性还需大量的数据支持和反复检验。

  

  《珠海特区报》报道截图

  “国产版7nm芯片制造取得突破”

  在一篇题为《“国产芯”突围刻不容缓》的报道中,《珠海特区报》写道:“芯动科技首个基于中芯国际先进工艺的芯片流片和测试成功,不仅意味着具有自主知识产权的‘国产芯’再次打破国外垄断,同时也说明‘国产版’的7nm芯片制造技术已经得到突破。”

  

  《珠海特区报》报道截图

  事实上,流片是芯片量产前的一个必要步骤。为了测试集成电路设计是否成功,需要对芯片进行试生产,以检验电路是否具备所需的性能和功能。如果流片成功,就可以大规模地量产芯片;反之,就需要找出其中的原因,并进行相应的优化设计。

  中科院半导体所相关人士告诉观察者网:“在技术交付之前,会经历一个用户试用的阶段,分不同的情况,也许流片之后几个月或者几年才能真正实现量产。”

  

  中芯国际官网截图

  就在1个月前(9月18日),中芯国际在“上证e互动”回答投资者提问时披露:“FinFET N+1已进入客户导入阶段,可望于2020年底小批量试产。”

  虽然中芯国际从未证实,但外界一直猜测“N+1”就是该公司的7nm工艺。

  今年2月,中芯国际联合CEO梁孟松在财报会议上首次披露,在功率和稳定性方面,N+1和7nm工艺非常相似,唯一区别在于性能方面,N+1工艺提升较小。

  谈到具体数据,他透露,中芯国际N+1工艺和14nm相比,性能提升20%,功耗降低57%,而7nm市场基准性能提升应该是35%,所以该公司的N+1工艺是面向低功耗应用领域的。

  在此之前,中芯国际曾向荷兰阿斯麦(ASML)订购一台EUV光刻机,用于下一代工艺制造,价值高达1.5亿美元,原计划在2019年初交付。但在美国政府阻扰之下,这项交易至今仍未完成。

  对于外界“没有EUV光刻机就无法实现下一代工艺开发”的质疑,梁孟松提到,在当下的计划中,N+1和N+2工艺都不会使用EUV设备,等到设备就绪以后,N+2才会转而使用EUV设备。

  福布斯中文网也在今年3月的报道中指出,中芯国际的7nm工艺发展跟台积电路线差不多,7nm节点一共发展三种工艺,分别是低功耗的N7、高性能的N7P、使用EUV工艺的N7+。

  需要注意的是,目前世界上可以量产7nm芯片的晶圆代工厂商仅台积电和三星两家,IDM厂商英特尔10nm产品刚上市不久,7nm芯片可能推迟至2023年。这意味着,中芯有望在制程上赶超英特尔。

  

  今年二季度全球晶圆代工市场份额:台积电51.5%,三星18.8%;GlobalFoundries(格芯)7.4%,联电7.3%,中芯国际4.8%。数据来源:TrendForce

  与长电科技陷合同纠纷

  在官网发布的新闻中,芯动科技提到,自2019年始,该公司在中芯N+1工艺尚待成熟的情况下,投入数千万元设计优化,率先完成NTO流片。基于N+1制程的首款芯片经过数月多轮测试迭代,助力中芯国际突破N+1工艺良率瓶颈。

  观察者网梳理发现,芯动科技官网还有多条与中芯国际相关的新闻。例如,荣膺中芯连续四年(2013年-2016年)最佳合作伙伴、基于中芯国际14nm工艺的多款高速接口IP研发及量产成功等。

  

  官网截图

  启信宝信息显示,芯动科技全称为“武汉芯动科技有限公司”,成立于2006年7月,注册资本1000万元;控股股东为敖继康,持股94.8%。

  最初,芯动科技业务是做光通信芯片,后来转型做比特币挖矿机芯片,曾推出多款矿机芯片,一度与比特大陆、嘉楠科技、亿邦国际等矿机厂商展开竞争。在比特币矿机市场遇冷之后,该公司才开始转向其他IP和定制芯片开发。

  

  启信宝信息截图

  官网介绍:“芯动科技是中国芯片IP和芯片定制的一站式领军企业,提供全球主流代工厂(台积电/三星/格芯/中芯国际/联华电子/英特尔/上海华力/武汉新芯等),从180nm到5nm工艺全套高速混合电路IP核和ASIC定制解决方案,尤其22nm以下FinFET工艺全覆盖,是迄今为止国内唯一具备两家代工厂(台积电、三星)5nm工艺库和设计流片能力的技术提供商。”

  “所有IP和产品全自主可控,支持了华为海思、中兴通讯、瑞芯微、君正、AMD、Microsoft、Amazon、Microchip、Cypress、Micron、Synaptics、Google、OnSemi等国内外知名企业数十亿颗芯片量产,连续10年中国市场份额遥遥领先。”芯动科技在自我介绍时称。

  

  官网截图

  值得注意的是,在与众多芯片公司开展合作的同时,芯动科技也曾卷入不少商业纠纷。

  今年4月,芯动科技因合同履行争议,在无锡起诉封测厂商长电科技并发起索赔2500万美元。

  该公司称,芯动与长电科技在2018年3月签订《委托芯片封装设计及加工合同》,后者向其提供芯片封装服务,由于封装质量不合格,造成芯片不能正常工作,给其造成来料成本损失达1415.1万美元,被长电科技暂扣的芯片及库存晶圆损失达1286.4万美元,损失共计2500万美元。

  

  公告截图

  长电科技在公告中披露,注册于萨摩亚的芯动技术公司(芯动科技的海外公司)自2017年8月起委托长电科技控股子公司星科金朋为其比特币矿机芯片提供芯片封装服务,至2018年3月底,芯动应付星科金朋封装测试服务费约800万美元,至2018年6月,应付服务费增加至1325万美元。

  但随后,芯动以星科金朋封装测试的芯片质量不合格为由,拒绝支付全部服务费1325万美元。

  对此,长电科技及控股子公司星科金朋暂扣了芯动公司交由星科金朋封装测试的芯片及库存晶圆。

  凑巧的是,在《珠海特区报》发布中芯国际N+1工艺流片成功消息的当天,中兴通讯副总裁李晖透露,在5G无线基站、交换机等设备的主控芯片上,中兴自研的7nm芯片已实现市场商用。

  值得一提的是,2018年年中,招商证券在点评中兴通讯时表示:“基站芯片自给率几乎为零,是中兴通讯在禁运事件中最为棘手的问题。”

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  中兴通讯7纳米芯片规模量产,高端芯片赛道追赶仍需时日

  10月11日,一则中兴通讯自研7纳米芯片实现市场商用的消息引发外界关注。

  据媒体报道,中兴通讯副总裁李晖在第三届数字中国峰会上透露,在5G 无线基站、交换机等设备的主控芯片上,中兴自研的7纳米芯片已实现市场商用,5纳米还在实验阶段。

  而在今年年中的股东大会上,中兴通讯曾透露5纳米芯片将在明年推出。

  招商电子曾在一份研报中指出,单芯片方案进一步提升了基站芯片的门槛,使得国产厂商更加难以切入,而基站芯片的自给率几乎为零,成为了此前中兴通讯禁运事件里最为棘手的问题。近两年,中兴通讯在芯片领域,尤其是在基站芯片的研发上,开始做出更大力度的投入。

  

  中兴5G芯片迭代至第三代

  芯片犹如心脏,是很多电子设备最关键的零部件,尤其是在外部环境不断变化下,芯片的自给率以及能力成为备受业内外关注的话题。

  在过去,中兴通讯主攻的三大应用领域里,芯片门槛最高的板块是基站领域,这一领域要想实现国产化,需要较长时间。光通信和手机产业链门槛相对较低,一些细分领域的国产芯片方案甚至于成为了国际龙头,但整体来看,还是偏低端应用。在业内看来,基站芯片的成熟度和高可靠性和消费级芯片有所不同,从开始试用到批量使用起码需要两年以上的时间。

  在今年的6月6日,也就是5G发牌一周年之际,中兴通讯虚拟化产品首席科学家屠嘉顺首次对外披露了芯片上的最新进展。他表示,目前中兴通讯已经发布了基于7纳米技术3.0版本的多模基带芯片和数字中频芯片,这些产品可以实现相比上一代产品超过4倍的算力提升和超过30%的AAU功耗的降低。同时,他表示,明年发布的基于5纳米的芯片将会带来更高的性能和更低的能耗。

  这也意味着,中兴通讯在基站芯片上对海外厂商的依赖性逐步降低。

  中兴对芯片研发可以追溯到24年前,1996年,中兴成立了IC设计部专门从事芯片研发。2003年,中兴微电子正式成立,2019年,中兴微电子的业绩收入约76到77亿元人民币,中国半导体设计公司排名第五名,主要产品包括用于手机基带芯片,多媒体芯片、通信基站及有线产品用芯片。

  中金公司曾在一份研报中指出,中兴微电子净利率约15%~20%(根据中兴微电子2014~2017年净利率推测),公司供货芯片占中兴通讯总采购额11%以上(根据中兴微电子2017年情况推测),而7纳米芯片主要用于5G基站。

  中兴通讯副总裁,TDD&5G产品总经理柏燕民曾对第一财经记者表示,基于7纳米工艺,中兴的5G芯片已经发展到了第三代产品,自研芯片最关键的还是考虑业务可持续性,考虑的是整个供应链的安全,同时追求更大的性价比。“现在在系统产品5G芯片关键领域都是采取的是自研产品,如基带处理、数据中频等。”柏燕民说。

  7纳米芯片制造仍依赖外部厂商

  中金公司表示,长期看,中兴通讯有望在全球5G建设浪潮下获得更多市场份额。2020年上半年,中兴通讯在国内5G招标中份额仅次于华为且有所提升。

  在9月8日全球市场研究公司Dell'Oro Group公布的2020年上半年全球TOP电信设备制造商的市场份额中,中兴通讯排名第四,市场份额为11%,比2019年(9%)上升了2个百分点。

  对于中兴自研芯片的能力,中兴执行副总裁、首席运营官谢峻石曾表示,中兴芯片是全流程覆盖的。最早架构设计、仿真、前端设计、后端物理实现、封测设计、封装测试和相应芯片未来失效分析等,全生命周期都可以实现研发设计。

  记者从中兴内部了解到,5纳米芯片将主要用于中兴通讯新一代5G无线系列芯片和承载交换网芯片,未来将内置AI算法,主要为的是提高性能以及降低能耗。

  经过多轮的发酵,中兴通讯在芯片上的进展一度被外界解读为中国芯片制造能力进入了7纳米甚至是5纳米时代,但事实上,中兴自主研发的7纳米芯片仍主要由台积电的工艺制造,日月光投控的2.5D/interposer技术进行封测,而中兴所擅长的为芯片的设计端,本身并不具备芯片生产制造能力。

  从行业来看,芯片是全球最硬核的高科技产业,以纳米来计量的制造过程极为复杂,包括芯片设计、芯片制造、芯片封测、芯片材料、芯片设备几大领域,产业链涉及50多个行业,目前中国的半导体产业在设计、封装上达到了较高水平,但底层的高端装备、EDA软件、材料,还是以西方为主。而在制造芯片环节,以中芯国际为代表的本土厂商目前所占据的份额不到5%,与第一名的台积电54%的份额相比,差距依然比较大。

  而从设计端来看,全球7纳米的设计工艺已经较为成熟,而目前也已有多家厂商开始了5纳米工艺的芯片量产。

  在原来的计划中,搭载5纳米工艺的芯片将在Mate 40系列手机中首发,而在国际厂商中,高通在今年2月份发布了其第三代5G调制解调器骁龙X60,采用的也是5纳米工艺。不过这两款芯片主要用于手机领域,在基站芯片方面,目前鲜有公开的设计工艺数据。

  不过对于中兴通讯来说,7纳米设计工艺的量产也标志着我国厂商在芯片赛道上做出了巨大努力,该工艺的量产对于厂商在5G市场的扩张起着积极作用。中兴通讯副总裁崔丽则表示,在5G份额方面,希望未来中兴国内5G的市场份额达到35%以上,在4G份额上进一步得到提升。

  (来源:第一财经资讯)

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