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晶圆制造,中国迈上28纳米工艺关键台阶

纵观集成电路50年来的发展历程,所取得的成功和产品增值主要归功于半导体制造技术的不断进步,工艺技术持续快速发展,带动了芯片集成度持续提高,单位电路成本呈指数式降低,成为集成电路产业进步的主要源动力。目前,世界集成电路生产水平最高已经达到14纳米,主流生产线的技术水平为28纳米。由于28纳米作为一个长节点,是目前市场上需求量最大、最为关键的一个工艺节点。我国集成电路制造企业已成功攻克,为“十二五”期间最重大的成绩之一。

中芯、华力,双双突破28纳米

十一五期间,我国取得65纳米先进工艺和高压工艺、模拟工艺等特色技术实现规模生产;《集成电路产业“十二五”发展规划》的相关目标是,大生产技术达到12英寸、32纳米的成套工艺,逐步导入28纳米工艺。目前看来以上目标已提前完成。

2015年8月,中芯国际的28纳米产品实现量产。中芯国际首先量产的是Poly-SiN工艺,下一步集中在HKMG工艺,量产主要在北京和上海的12英寸晶圆厂进行。目前中芯国际28纳米工艺拥有来自中芯国际设计服务团队以及多家第三方IP合作伙伴的100多项IP。

上海华力微电子2014年12月宣布与联发科技在28纳米工艺技术和晶圆制造服务方面紧密合作,主要集中在移动通信处理器领域。华力微电子的28纳米工艺开发,目前已经Tape Out,明年有望量产,目前开发的工艺平台为PolySiON,未来亦将开发HKMG平台。

图一:国际主流晶圆制造厂28纳米工艺量产进程

28纳米长节点,市场应用广阔

根据 ITRS路线图的演进:45纳米的下一代工艺节点是32纳米,然后是22纳米。 但国际主流晶圆制造从45/40纳米向下演进时,中间经过32纳米后却很快跳跃到28纳米。因为当工艺当进步到32纳米时,使用基本相同的光刻设备便可以延伸缩小至28纳米。同时,相比20/22纳米的设计、生产成本,28纳米更具成本优势,具有的1.5-2倍的成本优势。这使得它更受欢迎。

随着28纳米工艺技术的成熟,28纳米工艺产品市场需求量呈现爆发式增长态势,年复合增长率高达79.6%%,这种高增长态势将持续到2017年。 因成本原因,14/16纳米不会迅速成为主流。28纳米工艺将会在未来很长一段时间内作为高端主流的工艺节点。预计还将持续4-5年。考虑到中国物联网等领域巨大市场需求,这一期限预计更长,为6-7年。

预计2015年至2016年,28纳米工艺主要应用领域仍然为手机应用处理器和基带。2017年之后,28纳米工艺虽然在手机领域的应用有所下降,但在RF、ASIC等领域的应用迅速增加。 预计2019-2020年,混合信号产品和图像传感器芯片也将会规模采用28纳米的工艺。

国家政策推进工艺进步意义重大

当前和今后一段时期是我国集成电路产业发展的重要战略机遇期和攻坚期,抓住技术变革的有利时机,持续推动先进生产线建设,是未来一段时间我国集成电路产业的主要任务。

在保障国家信息安全的新形势下,集成电路产业发展正受到前所未有的重视,国家已将推动芯片国产化上升至国家安全的高度,并颁布多项与集成电路制造相关的政策。这些政策有力推动了我国晶圆制造业的发展,以及向先进制程的演进步伐。

责任编辑:陈炳欣


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