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6nmEUV工艺的手机套片究竟有多难做?!
发布于 2026-08-05 10:17 阅读()
“6nm EUV”,这个词最近又火了一把,OPPO最新发布的自研NPU“马里亚纳 MariSilicon X”用的是这个架构,紫光展锐最新发布的唐古拉T770 5G平台也是用的这个架构。
6nm,其实很好理解,它具体指芯片的制程工艺,数字越小,说明芯片上的晶体管密度越高,芯片的集成度和性能都会更好。目前主流的手机SoC,基本都采用7nm-4nm的制程,6nm工艺算是行业的主流水平。
如果你问,EUV技术的光刻机又是什么?这就要涉及到芯片制造的技术细节了。芯片制造的原材料是半导体硅片,而集成电路是如何在硅片上生产的呢?靠的就是光刻机。通过光线投射并穿透印有电路的光照,利用光学原理将图形打在已涂布感光剂的硅晶片上,进行曝光,当未曝光的部分被蚀刻移除后,图样就会显露出来。集成电路图也就因此印刻在一枚枚硅晶片上面了。
传统的DUV工艺,在光刻时采用的是波长为193nm的短波紫外线,而EUV工艺采用的,是波长为13.5nm的“极紫外线”,相比于短波紫外线,它能量更高,穿透力更强,进而能在在光刻精密图案方面自然更具优势,能够减少工艺步骤,提升芯片的良率。
EUV工艺的出现,本质还是摩尔定律的产物。摩尔定律是说,“当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔18个~24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍”。
技术上的难点有很多,比如极紫外光的生产难度大,同时,想要让它聚焦成EUV光束难度也大,此外,硅片对极紫外光的吸收率低也是个大问题,当然,归根结底最核心的一点还是:EUV工艺的成本非常高。最先进的EUV光刻机售价高达1亿欧元一台,是DUV光刻机价格2倍之多。
而EUV工艺,其实还只是SoC芯片生产上的一小环节,从整个环节来看,芯片设计、芯片流片、芯片封装、芯片适配终端…这其中的每一环都有极其复杂的技术和极其昂贵的成本。纵观目前市场,能做到6nm EUV工艺流片的芯片厂商,无非就是高通、联发科、苹果、海思几个老玩家。
苹果的A系列芯片本就仅供iPhone独家使用,而华为海思又受到外部不可抗力,最后的结果便是:目前主流的安卓手机市场,芯片上除了高通,基本就只有联发科。
而在今年的手机市场,有一家老牌通讯厂商重新回到公众视野,他就是展锐。它的动作非常迅速,在2021年第三季度,国内SoC市场已经达到了10%的市占率,与2021年第二季度相比,实现了高达96%的环比增长。它接替了曾经辉煌的华为海思,站在了全球市场份额第四名的位置。
在2021年12月底,紫光展锐宣布他们最新一代的处理器,基于6nm EUV工艺生产的唐古拉T770/T760 5G SoC正式量产商用。
看处理器,自然首先要来看参数。T770在CPU方面采用A76+A55的大小核架构,GPU方面为Mali G57,支持最高4K、60帧、10bit的视频编解码,同时支持最高108MP(也就是一亿像素)的摄像头。AI性能上,最高支持4.8Tops的算力。
相比高通最新的X2大核的骁龙8Gen1和联发科的天玑9000,有人可能觉得这些参数不够极致。但其实对于展锐而言,唐古拉7系本就不是定位最高系列,7系之上,还有“性能先锋”的8系和“前沿科技”的9系。
性能方面,根据跑分结果显示,唐古拉T770的安兔兔跑分结果已经超过了40万分,妥妥的中端定位。
作为一颗性能主打中端千元市场的处理器,T770能够做到这个水平,其实也算是基本够用了。
而事实上,即使是这样一款定位中端的芯片,其研发的过程也要历经非常多的技术难题,前面说过的6nm EUV工艺是一方面,另一个十分突出的技术的难题,便在于实现手机芯片的套片化生产。
简单来说,就是将包括SoC在内的多颗芯片进行集成化生产,最终直接以模组的形式销售给终端厂商,用于其产品的后续开发。目前主流的芯片厂商,像高通、联发科,其实都是向终端厂商销售的套片,而非单独的SoC芯片。
举个易于理解一点的例子:套片和非套片,二者的差别可能就像品牌整机和组装电脑一样。对于我们消费者来说,品牌整机的质保会由厂家完全负责,不管是电源、主板还是内存条,只要任何一处地方出现问题导致电脑故障,消费者便可以直接找厂商进行售后。
组装电脑则不同,由于组装电脑的每一个部件都是由消费者自行购买然后拼装成型的,自然生产的厂商都不太一样,而一旦电脑出现问题需要售后时,消费者首先需要弄清楚,电脑究竟损坏的是哪一个部件?也只有确定了损坏位置后,消费者才能够找到对应的厂商进行售后服务。这种复杂的售后流程,对于普通消费者而言,无疑是个麻烦且很有挑战性的事情。
对于终端厂商而言,选择购买套片和非套片的情景也是类似的。如果终端厂商购买套片,那么在后续的终端产品开发过程中,由于套片里的所有验证和调试工作都已经由芯片厂商完成,终端厂商对于套片就能够即拿即用(类似于消费者无需自行组装即可直接使用品牌整机一样),从而大大降低了后续开发的难度,也更好控制了开发成本。
另一方面,如果终端厂商有对套片的改进需求,芯片厂商也能够更好更及时地进行响应(类似于整机出现故障后,厂家对品牌整机会直接进行售后),因为整个的套片单元都是芯片厂商自主设计的,那么在后续的优化和改进过程中,也就更容易做到端到端的系统级优化,从而更好的服务终端厂商。
具体到套片的组成部分,以展锐新发布的T770套片为例,其中就不止有SoC主芯片,还有包括Transceiver、pmic、connectivity等总共12颗从属芯片。套片的量产其实意味着每一颗芯片都达到了量产的要求,从质量角度来说,套片化生产也是目前行业里的最高要求。
更好的效果,自然离不开更高的成本和更多付出。想要做到手机芯片的套片化生产,事实上也是一个十分困难的课题。一方面,芯片厂商必须对整个系统有长期的技术积累和工程经验,而不是仅仅对SoC设计一环有所了解,这需要芯片设计公司的规模够大,进而带来了极高的竞争门槛。
另一方面,由于不仅仅是SoC芯片的设计,相比于非套片,套片的研发工作量直接倍增。因为套片的生产需要各个芯片类型的设计团队彼此间相互合作,需要无数的专家和工程师付出大量的心血才能支撑套片的开发。
简单来说,对于企业来说,套片开发需要的是完整的系统级开发能力,而这种能力仅仅只在少数头部领军企业里才能拥有,像高通、联发科等。展锐凭借T770套片的量产,也只堪堪算是一位新晋的玩家。
但这在我看来,其实并不要紧,因为对于展锐来说,以及对于中国所有半导体产业链公司来说:“有没有”,这是最核心的问题。只有解决了“有没有“的核心问题,接下来才是“好不好”的问题。
并且,就目前来看,紫光展锐凭借基于6nmEUV工艺的T770套片,已经算是追上了行业中端的主流水平,“有没有“已经被妥善解决了,接下来仅需要面对”好不好“的挑战。
用数字来衡量的线分的竞争里,展锐已经解决了“从0到1“的核心问题,并且已经大致达到了50、60分的地步。
而放眼整个半导体产业,其实目前在积极跟进新技术的,也不仅仅是展锐一家。“国产替代”,这在当下的整个半导体产业里,都是无可争议的长期主旋律。在我看到的券商研报里,已经有不止一家研究所表达过类似观点,“未来3-5年甚至10年内,半导体供应链会逐步实现国产替代”。
作为手机SoC厂商,展锐确实会更加容易受到来自消费者和来自市场的各式关注。但其实,除了SoC芯片,半导体产业链上同样还有各式赛道上的优质国产半导体公司。
像生产摄像头CIS组件的韦尔股份(目前手机市场上流行的豪威OV摄像头便是韦尔股份的产品),专注安防芯片设计的富瀚微,发力军工FPGA功率器件的复旦微,芯片代工的大陆企业中芯国际和华虹半导体,以及存储领域实现国内技术从0突破的长江存储,以及最核心的华为和海思。他们和紫光展锐一样,也都是这场“国产替代”竞赛里,最重要的参赛选手们。
私以为,他们同样需要更多来自公众的关注和支持。毕竟客观来说,我们国家在半导体产业链上要补的课还有很多。国产半导体产业链的建成,注定不是一朝一夕就能完成的,需要持之以恒的投入和追赶,才能在未来找到弯道超车的良机。
最后,站在2022的开头,也请容许我对未来多些期待,衷心希望在未来,中国半导体行业的国产替代之势,能够走的更坚定不移,也更加从容自信。k8凯发官网入口
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