芯片工艺制程级别划分?

芯片知识 2024-04-17 浏览(0) 评论(0)
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一、芯片工艺制程级别划分?

芯片的工艺制程级别划分为精密制程、高端制程和低端制程。精密制程是在13纳米以下的制程,比如说9纳米,7纳米,5纳米,最精密的是3纳米;高端制程介于13纳米至28纳米之间的,属于高端制程;28纳米以上的制程为低端制程,比如130纳米,90纳米的制程。不同的半导体设计用于不同的制程。与应用和芯片功能有关。

二、芯片制程工艺分为哪几种?

芯片制程工艺主要分为以下几种:微米级工艺:通常在1微米到0.35微米之间,这是传统的芯片制程工艺,主要用于早期的集成电路和微处理器。纳米级工艺:通常在1纳米到0.1微米之间,这种工艺主要用于现代的高性能处理器、图形处理器、存储芯片等。下一代工艺:包括纳米以下的工艺,如7纳米、5纳米和3纳米等,这些工艺主要用于最先进的高性能处理器和人工智能芯片。此外,芯片制程工艺还包括薄膜工艺、刻蚀工艺、掺杂工艺等。随着技术的不断发展,芯片制程工艺也在不断进步,未来将会有更先进的制程技术问世。

三、世界芯片nm技术发展史?

芯片制造企业发展简史:

1)2001年,当时的芯片制程工艺是130纳米,我们那时候用的奔腾3处理器,就是130纳米工艺。

2)2004年,是90纳米元年,那一年奔腾4采用了90纳米制程工艺,性能进一步提升。

而当时能达到90纳米制成工艺的厂家有很多,比如英特尔,英飞凌,德州仪器,IBM,以及联电和台积电

3)2012年制程工艺发展到22纳米,此时英特尔,联电,联发科,格芯,台积电,三星等,世界上依旧有很多厂家可以达到22纳米的半导体制程工艺。

4)2015年成了芯片制成发展的一个分水岭,当制程工艺进入14纳米时,联电(台湾联华电子)止步于此。

5)2017年,工艺步入10纳米,英特尔倒在了10纳米,曾经的英特尔芯片制程独步天下,台积电三星等都是跟在屁股后面追赶的。

但是当工艺进入10纳米后,英特尔的10纳米芯片只能在低端型号机器上使用,英特尔主力的I5和I7处理器,由于良率问题而迟迟无法交货。

而在7纳米领域,英特尔更是至今无法突破,而美国另一家芯片代工巨头“格芯”,也是在7纳米处倒下的。

6)2018年,工艺步入7纳米

格芯宣布放弃7纳米,在前文“敌人不会仁慈”中,提到,格芯是美国军方2016-2023年的合作伙伴,美国军方和航太工业所需要的芯片等都是包给格芯代工的。

但是因为7纳米研发成本和难度太大,格芯最终决定放弃7纳米。

于是这才出现了美国政府将“台积电”纳入美军合作伙伴中,并且准备和台积电签署2024年后与美国政府的芯片代工伙伴协议。

因为7纳米技术,台积电被美国政府视为“自己人”,而为了长期供货美国,台积电也宣布了120亿美元的赴美建厂计划。

美国自己的代工老大英特尔倒在10纳米,格芯倒在7纳米,而进入更难的5纳米,只剩下三星和台积电。

7)2019年发布6纳米量产导入,2020工艺进入5纳米量产

但三星5纳米年初才首发,离量产和高良率还有一大段路要走,之前提过芯片代工,首发,试产,正式量产,这三阶段一个比一个重要。

三星在14纳米的良率比不上台积电,在10纳米的效能比不上台积电,在7纳米的研发制程比不上台积电。

你只有达到正式量产且高良率的时候,才能谈成功,目前台积电是全世界唯一一个有能力量产5纳米的代工厂。

纵观整个芯片工艺制程的发展之路,真的是斑斑血泪,即便强大如IBM,英特尔,格芯等国外大厂也是说倒下就倒下,说放弃就放弃

这是一项非常艰难的工程,不成功是大概率的,而成功则需要真正意义上的用命杀出一条血路。

8)台积电规划2022年3纳米导入量产,绝对的独步天下

9)中芯国际2019年量产14纳米芯片

回到中国大陆,目前中芯国际是唯一一家能拿得出手的半导体代工企业,中芯国际的14纳米工艺芯片,力供华为。

而在更进一步的7纳米领域(性能比14纳米提高20%,耗能降低50%),中芯仍然挑战重重,年底试产,但离量产还比较远。

但这已经非常不容易了,世界上只剩三家7纳米的玩家了,一家台积电,一家三星,一家中芯。

10)美国技术含量

从卡脖子来看,包含美国技术的不能给实体清单企业供货(包括代工),台积电7纳米技术美国技术含量不到10%,5纳米技术美国含量不到3%;三星、中芯美国技术含量更高,因此世界上还不存在不包含美国技术的代工企业;换句话说就是,美国可以让任何企业得不到芯片,得不到芯片也就代表了企业因为缺芯而休克。

11)建立不包括美国技术的芯片制造

这个难度非常大,需要有强有力的组织者和强有力的各工业链的参与方,强大的资金和技术投入,经过艰苦绝伦的5-10年才可能同步到业界的7、5、3纳米。难度之大可见一斑。

12)乐观一点

摩尔定律发展到极限了,极限的发展会非常缓慢,3纳米量产需要3年以上时间,2纳米、1纳米需要更长时间。

说明这些优秀公司会在终点等一段时间,中国企业需要加油啦。

当然,会有新的架构发展,中国应该抓住起点机会在起点就拼命参与,不要再产生差距。

四、芯片制程是什么意思?

芯片制程指的是晶体管结构中的栅极的线宽,也就是纳米工艺中的数值,宽度越窄,功耗越低。一般来说制程工艺先进,晶体管的体积就越小,那么相同尺寸的芯片表面可以容纳的晶体管数量就越多,性能也就越强。

五、芯片制程发展史?

芯片制程发展经历了多个阶段,以下是主要的几个阶段:1. 从1950年代到1960年代初,使用扩散法制造芯片,即通过控制掺杂材料的扩散,形成芯片的导电层和非导电层。这一制程主要用于制造二极管和晶体管。2. 1960年代初至1970年代,发展了光刻技术,使得芯片的线宽缩小到微米级别。微米级的制程技术为集成电路技术的发展打下基础,并促进了电路的集成度的提高。3. 1970年代末至1980年代,出现了金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)技术,这种技术可实现更高的集成度和性能。与传统的扩散法不同,MOSFET制程使用了原子蒸镀技术,以及金属氧化物半导体结构。4. 1980年代到1990年代初,出现了互连技术的发展。通过将金属材料沉积到芯片表面形成互连层,将不同元件连接起来,提高了芯片的集成度和工作速度。5. 1990年代开始,出现了先进制程技术的快速发展,如深亚微米制程和纳米级制程。随着制程线宽越来越小,对材料和工艺的精度要求也越来越高,因此出现了新的制程工艺,如碳化硅和高K介质材料等。6. 进入21世纪后,更加关注低功耗和能源效率。为了满足节能环保的要求,芯片制程发展了一些新的技术和材料,如三维堆叠技术、片上系统和新型发光材料等。总的来说,芯片制程的发展经历了从微米级到纳米级的技术进步,不断提高了芯片的集成度、性能和功耗,推动了信息技术的快速发展。