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中芯N+1与ASML光刻机到底有何区别?

2020-07-20 07:41阅读(93)

中芯N+1与ASML光刻机到底有何区别?各自的优缺点是什么?:手机的核心技术离不开最高端的设计,而这一方面中国的华为没有任何问题。实际上还有更为关键的技术就是

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手机的核心技术离不开最高端的设计,而这一方面中国的华为没有任何问题。实际上还有更为关键的技术就是芯片的生产,SOC芯片的生产已经达到了量产的7nm,它是三星和台积电的垄断性技术,而生产这些芯片需要的设备是同代的7nm极紫外光光刻机,也就是题主所说的荷兰的ASML。

由于美国担心中国在手机核心技术可控生产上追平甚至超过自己,让中国在整体架构上独立自主,而不是一直像MOV一样只购买他们应用层面的设备。美国给荷兰光刻机生产商施加了巨大的政治压力,迫使他们暂时放缓了对中芯国际订购的7nm极紫外光光刻机出口许可。

原来生产的14nm芯片采用的是EUV工艺,要进行升级换代需要更高级的光刻机,中芯N+1是一种脑洞大开的技术工艺,暂时绕开了新的机器,采用了DUV的技术。与上代芯片比较提升了大概20%的性能,降低了一半的功耗和三分之一的面积,由于是采用了四重曝光(用先进光刻机只需要一次,良品率也高),这样也就提高了成本,出品量率也降低了,而且生产的产品它并不等同于7nm,7nm提高的性能大概是35%。

只要是生产高端的SOC,光刻机一般是绕不过去的设备,到达5nm就没法再采用N+1的方式加工,我们在光刻机的制造上距离最先进的荷兰还有巨大的差距,不过我相信即使是继续封锁我们对于先进光刻机的采购,中芯一定会激发出潜力创造出一条令国人惊喜的路。

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中芯国际的N+1跟ASML光刻机有什么区别?首先我必须指出这个问题逻辑不对,因为中芯国际的N+1的工艺也是要由ASML的光刻机来完成的,我估计题主的意思应该是中芯国际N+1制程工艺跟EUV光刻机的7nm工艺制程有什么区别吧,这样我详细说下中芯国际N+1的制程工艺究竟是怎么样的。

中芯国际N+1

首先要说明的是中芯国际的N+1是相比较14nm而言,也就是说性能的提升跟面积的减少都是以14nm为基准。

在2019年的第4季度,中芯国际就宣布攻克N+1的制程工艺,而中芯国际方面表示N+1与中芯国际14纳米制程比较,效能增加20%、功耗减少57%、逻辑面积减少63%、SoC 面积减少55%,但是在性能方面只提升20%,而真正的7nm的制程工艺性能方面是要提升30%,因此外界普遍认为中心国际N+1就是7nm的制程工艺其实错误的,中心国际的N+1应该是介意10nm至7nm之间才对,所以中芯国际对外表示不是7nm工艺,而是采用N+1来命名。

中芯国际N+1 VS 7nm

两者有区别吗,答案那肯定是有的:

  • 首先N+1并未达到7nm的水准,所以第一个就是N+1的性能不如7nm。
  • 第二按照中芯国际的说法,N+1的成本略低于7nm,大概低10%。
  • 中芯国际的N+1采用是多重曝光的技术,多曝光一次,芯片的良率就会低一些,所以比EUV的极紫外光技术的良率要一些。

结语:芯片行业一向是高投入高回报,你别看美国人占据产业链上端,吃专利费,他的利润是建立在全产业上的!只要中国人找到了替代方法,剥离美国人,对方就会陷入利润枯竭,无法研发下一代技术的窘境。华为在5G和通讯技术上的崛起就是走这条路线。如今中芯国际也在重复昨天的故事,我们摆脱控制的过程,就是对方走向衰落的过程。

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感谢您的阅读!

有了中芯国际的N+1技术,就没有ASML什么事情了,我们要不要ASML的EUV 7nm都不重要了!这种说法完全忽略了ASML的厉害之处,也错误的估计了中芯国际的N+1的技术优势!

了解中芯国际的N+1——

其实,我们也知道作为中国目前少有的芯片代工厂,在之前它就已经非常杰熟练的掌握了14nmFinFET 制程工艺的量产。

可是,你也得知道目前台积电,三星都在5nm工艺制程上胶着了。好在,中芯国际的梁孟松提到了,中芯国际最新研发出了N+1和N+2工艺。

问题来了,因为他的话里提到了,这两种工艺非常接近7nm工艺。有些人就想当然认为这就是中芯国际的7nm工艺。对不起,你想岔了,虽然它的工艺很先进。但是,它的优势主要集中在——

N+1 可在性能提升 20% 的同时降低 57% 的功耗、并将逻辑面积减少了 63% 。

7nm还是7nm

虽然,技术进步了。可是,它还不是7nm工艺制程,它确实在接近7nm工艺,可是你也得知道的是——它和7nm工艺还有一定的距离。

中芯称——“N+1 的目标是低成本应用,与 7nm 相比,其优势在 10% 左右”。

其实,我比较看好的是N+2,还是需要EUV光刻机进行技术支持的。这也说明了,技术确实在进步,但是还是需要ASML的光刻机,才能更有更好的发挥。

未来我们只有突破荷兰光刻机的束缚,才能够真正的走上一条属于我们自己的路。而不是,即使技术发展,还得依赖ASML。

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中芯N+1与ASML光刻机到底有何区别?

题主问题的核心是中芯国际的N+1和ASML光刻机到底有什么区别?确实对于国人来说,也许是太着急,所以在中芯国际宣布N+1之后就大吹特吹的,我们可以理解这样的心情,但是随后中芯国际确实出来澄清了,N+1是内部代号,并不等于7nm,简单一点来说就是不是真正意义上的7nm。


因为从定位来看,中芯国际的发言人其实之前已经指出来了,重要的是成本低,与ASML可以生产7nm 的光刻机相比,成本要更低,具体在 10% 左右。当然和7nm还是没有办法相比的,要不然中芯国际也不会订购ASML的光刻机,当然现在希望不大,有其他国家在阻挠,还是要时间节点。

再者就是我们知道的现在中芯国际14nm已经相当成熟,所以其实N+1最主要的是相对于14nm的提升,比如性能提升20%、功耗降低57%、逻辑面积缩小63%,SoC面积缩小55%,以及之后还有N+2系列那个成本就要更高了。


从实际提升的角度来说。虽然和7nm还有差距,不过实际功耗和芯片面积的缩小其实已经和7nm相差不大,主要是性能方面,不如ASML生产的7nm芯片,带来的35%性能提升。


总结:

其实我们知道,华为已经把部分芯片交给了中芯国际,因为虽然手机芯片可能工艺要求较高,但是对于现在工业方面所用芯片来说,14nm其实已经足够,而且中芯国际也在之前表示可以满足国内95%的芯片生产需求。

当然N+1还是不能代替真正的7nm,不过相对来说我们成本更低,功耗和发热,以及面积来说和7nm已经接近,最重要的是性能方面的差距,更加重要的是我们没有通过荷兰或者是其他国家的帮助,就可以生产接近7nm芯片的工艺水准,确实值得我们开心,而N+2工艺,确实让我们更加可期。


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去年,中芯国际表示开启基于14nm FinFET制程的量产芯片。同时,也在努力开发下一代主要节点(N+1),与中芯国际自家的14nm制程相比,N+1可在性能提升20%的同时降低57%的功耗、并将逻辑面积减少了63%。目前N+1是否可达到台积电7nm可能存在一定疑问,应该能接近三星或者台积电10nm工艺。不过可以肯定的是N+1绕开了ASML的EUV光刻机,也可以算是没有光刻机的无奈之举吧。未来若能获得EUV光刻机,中芯可能才会真正达到量产7nm的水准。

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    中芯国际发展高端芯片离不开ASML的EUV光刻机,但是由于众所周知的原因,至今中芯国际未收到2018年年底预定成功的ASML EUV光刻机。为了提高制程工艺,研发了N+1制程工艺。

    什么是N+1?

    N+1是与中芯国际的14nm制程工艺对比,效能提升了20%,功耗减少了57%,逻辑面积减少了63%,Soc面积减少了55%。从数据上来看,中芯国际的N+1与目前市面上的7nm相比,指标非常相似,实际功耗和稳定性差不多,唯一区别是性能提升了约20%,而市场基准是35%。

    因此,就功率和稳定性而言,可以称为7nm,性能方面可能比7nm差一些。N+1是中芯国际的官方代号,中芯国际也并未说就是7nm节点。

    EUV没搞定,7nm怎么办?

    中芯国际至今没有收到ASML的EUV光刻机,根据中芯国际的官方声明,EUV对于目前的N+1阶段是不必要的,后续的N+2相比N+1的差异性仅在于成本,性能方面与7nm相比,依然要差一些。


    如果中芯国际能够拿到ASML的EUV光刻机,那么对N+2将非常有用,可以用于N+2,同时可以加快推进5nm、3nm工艺的演进,毕竟台积电下半年就会推出5nm制程工艺的芯片。


    总之,“巧妇难为无米之炊”,缺少ASML的EUV光刻机,中芯国际虽然研制了N+1、N+2在成本上有所降低,但是性能上没有很大的提升。希望ASML方面能够履行诺言,尽快给中芯国际发货EUV光刻机。

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一、中芯的N+1是指芯片制造达到的节点技术

关于N+1,指的是中芯国际的芯片节点技术,去年中芯国际量产了14nm的芯片,而下一代芯片被称之为N+1,有人说这个技术和台积电的7nm工艺差不多。

因为根据中芯国际的说法,下一代工艺是N+1工艺,没有说具体的节点,只是称14nm相比,性能提升了20%,功耗降低了57%,逻辑面积缩小了63%,SoC面积减少了55%,而这就是台积电7nm的芯片指标。


二、ASML光刻机是用来制造芯片的设备

那么ASML的光刻机是什么,光刻机是芯片制造过程中不可缺少的一种设备,并且光刻机非常重要,因为光刻部分占了芯片制造部分的60%左右的工时。

可见所谓的N+1和ASML的光刻机根本就是两码事。但它们是有关联的,那就是目前国内生产了7nm芯片制造的光刻机,甚至全球也只有ASML能够生产制造7nm芯片的光刻机,所以中芯国际的N+1是依赖ASML的。

这两是两者的区别和联系,看似完全风马牛不相及的两个事情,但却是紧密联系在一起的。

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中芯国际的N+1是指的是芯片的制程工艺,就像现在所说的14纳米,7纳米,5纳米,甚至3纳米制程的芯片。而阿斯麦公司的光刻机则是制造这些芯片的必备机器,中芯国际的N+1制程工艺的芯片与阿斯麦公司的光刻机根本就不是同一类,也无法放在一起进行比较,更没有什么区别。非要说区别的话,那就是中芯国际的N+1和N+2z制程工艺是用阿斯麦提供的深紫外DUV光刻机制造的。

目前来看,国际上芯片的最小制程为7纳米,2021年和2022年,台积电与三星分别量产5纳米制程的芯片和3纳米制程的芯片。而中芯国际目前已经可以生产14纳米制程的芯片了,与国际先进水平还差一代。为了追上世界发展潮流,中芯国际正在全力研发N+1和N+2制程工艺,其制造出的芯片性能,已经无限接近当今的7纳米制程了。但也只是接近而已,并不是真正的7纳米制程工艺。

据报道称:中芯国际采用N+1制程工艺的芯片相比于14nm制程工艺的芯片来说,其性能提升20%,功耗降低57%,逻辑面积缩小63%,SoC面积缩小55%。的确,中芯国际的N+1和N+2制程的工艺已经非常接近7纳米制程工艺了,但是这是用阿斯麦公司提供的光刻机制造的。因为国产光刻机目前只能量产90纳米制程的芯片。

尽管中芯国际的制程工艺还不如三星和台积电,但是其用14纳米制程的芯片良品率已经从3%上升至95%,达到了量产14纳米制程芯片的水平。也正是因为有了这个水平,才可以接手HW14纳米制程FinFET结构的芯片。由此可知,即便是没有阿斯麦公司出口的极紫外EUV光刻机,量产14纳米制程的芯片也没有什么技术难题。

但是当米国宣布凡是使用米国的设备,技术,专利的公司,向HW提供芯片时,必须要经过米国的同意,否则就对其进行制裁。这样一来,就比较难受了,毕竟阿斯麦的光刻机中,米国提供的部件占了25%,而且还是极为重要的的部件。所以说,中芯国际想要为HW制造QL芯片,就必须经过米国的同意才行,否则面临的就是制裁,有可能发生断供,断维修光刻机的事件。

在这个问题上,中芯国际也是左右为难,所以说发生这一切的根源就是国产光刻机无法达到量产14纳米,7纳米制程芯片的要求。不过,国产光刻机已经实现了22纳米制程的突破,只不过离量产芯片还有一段路要走。据报道称:是采用了365纳米波长的光源,可以用于制造22纳米制程的芯片,经过多次曝光后,可以制造10纳米制程的芯片。

总而言之,还是需要等待国产先进光刻机的突破,才可以破解这一局面。

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#科技V计划#

很高兴国人越来越关心中国半导体的发展了,了解光刻机的重要性,作为懂得一些知识的创作者,根据自身的理解来先说一下什么是N+1?

中芯国际目前最先进的工艺是14nm工艺,再在14nm基础上进行工艺升级就可以做到N+1工艺,提升后功耗下降,性能提高,

那么中芯国际的N+1是怎么实现的呢?是通过购买的荷兰asml光刻机实现的,目前利用asml光刻机可以实现DUV 7nm工艺(N+1),有消息称目前中芯国际的N+1工艺进入客户了导入试产的阶段,这个客户有极大可能是华为,N+1工艺相比14nm功耗下降50%,性能提高20%,是性价比比较高的技术应用,中芯国际目前的工艺水平也是目前国内最先进的工艺水准。

中芯国际的工艺水平是利用荷兰asml实现的!期待国产光刻机能像中微的5nm刻蚀机一样取得突破,感谢对中国半导体的关注,希望能对你有帮助!

目前麒麟710A就是利用中芯国际工艺量产出来的芯片,搭载机型为华为荣耀play4T手机(见下图)




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从数据上来看,中芯国际的N+1与目前市面上(ASML)的7nm相比,指标非常相似,实际功耗和稳定性差不多,唯一区别是性能提升了约20%,而市场基准是35%。所以还是有一定差距的,但是优势也是有的。

N+1与中芯国际的14nm制程工艺对比:

效能提升了20%,功耗减少了57%,逻辑面积减少了63%,Soc面积减少了55%。

虽然,技术是进步了。可是,它还不是7nm工艺制程,只是接近7nm工艺。