重要的事情講三遍,，我做運(yùn)營副總裁的時(shí)候就講過這方面的內(nèi)容,，現(xiàn)在擔(dān)任了公司的CEO，依然要講,。我覺得中國半導(dǎo)體要做的,，萬變不離其宗，首先就是要把大生產(chǎn)技術(shù)做好,，真正把我們的制造業(yè)做到有足夠的競爭力,。”現(xiàn)任中芯國際集成電路制造有限公司首席執(zhí)行官的趙海軍在“2017年北京微電子國際研討會(huì)”強(qiáng)調(diào)了自己的觀點(diǎn),。
摩爾定律依然有效
最近,，關(guān)于摩爾定律的討論不絕于耳。有人說,，現(xiàn)在是后摩爾定律時(shí)代;更有人說,，摩爾定律已死。對此,，趙海軍認(rèn)為,，摩爾本人是個(gè)英雄，他控制著Intel的研發(fā)進(jìn)程,。他在任的時(shí)候,，要求團(tuán)隊(duì)既不能快，也不能慢,，嚴(yán)格按照他說的,，每兩年前進(jìn)一代。但現(xiàn)在他已經(jīng)退休,，摩爾定律不再那么精準(zhǔn)也很正常,。
趙海軍表示，半導(dǎo)體制造工藝向更高水平的小尺寸方向走,，畢竟還是有其客觀需求的,，這源于成本控制，以及高集成度的需求,。同樣,，摩爾定律也是這樣，它依然是有需求的,，但已經(jīng)不是兩年前進(jìn)一代了,，而是兩年三代了，也就是說,，它變快了,。
EUV 已在 7nm 工藝上占據(jù)主流
在趙海軍看來，目前,，EUV 光刻設(shè)備和技術(shù)已經(jīng)在7nm工藝上占據(jù)主流,，但也存在著最主要的矛盾,，因?yàn)?EUV 的變化太大，一切似乎都是全新的,，一切都得從頭來,。但我們依然要去做7nm，為什么呢? 首先,，在die尺寸方面,，從28nm到14nm，按正比例縮小,，可以縮小到原來四分之一,，而從14nm到7nm，又進(jìn)一步縮小了四分之三;其次,，在性能方面,，從28nm到14nm，提升了44%,，而從14nm到7nm,，性能又提升了43%。而中芯國際如果攻克從28nm到7nm難關(guān)的話,，性能可以提升68%,。可見,，7nm已是大勢所趨,。
此外，趙海軍認(rèn)為,，7nm工藝上使用的是標(biāo)準(zhǔn)的193nm波長EUV光刻技術(shù),，再配合噴水的浸潤式技術(shù)。這樣做最大的特點(diǎn)是容易,，因?yàn)榭梢允褂靡郧暗慕?jīng)驗(yàn),。但是，他也有壞處,，因?yàn)樗?0多個(gè)layer,，制造的過程中需要很多設(shè)備，成本特別高,，管理難度也增大了,，而且周期特別長。
現(xiàn)在,，業(yè)界也有一個(gè)類似的“摩爾定律”，即60天,。什么意思?半導(dǎo)體市場很大,，但真正屬于你的是有限的,，你所能看到的客戶需求就是價(jià)錢和性能，但是你能看多遠(yuǎn)?趙海軍謙虛的表示,，我只能看到未來地3個(gè)季度,，如果有人很確定的說他能看到4個(gè)季度后的需求情況，都是胡扯!因此,，對市場的反應(yīng)速度非常重要,。在制造業(yè)內(nèi)，有個(gè)不成文的規(guī)定,，就是要在60天之內(nèi),，把符合客戶要求的硅片交到他們手中，后續(xù)還要做封裝測試等工作,，大概一個(gè)月,，加起來一共是一個(gè)季度，這樣的周期是最為合理,、靠譜的,。
60天之內(nèi)做完，難度很大,。如果是以前的0.18微米,、0.25微米工藝，實(shí)現(xiàn)起來很容易,，因此那時(shí)只需要20~26個(gè)layer,。但是做7nm，卻需要82個(gè)layer,，要在60天內(nèi)做完,，是一件很難的事情。因此,，做大生產(chǎn)技術(shù)必須要用到EUV,，EUV最大的優(yōu)點(diǎn)是可以20多天出廠，而用其他工藝要80多天,。
趙海軍表示,，談到大生產(chǎn)技術(shù)，就要考慮設(shè)備問題,，即你買的設(shè)備是不是比同等工藝節(jié)點(diǎn)的對手引進(jìn)的早,，是否先進(jìn)很多，是否真的有競爭力,，能不能把競爭力帶給你的客戶,。這些都是非常重要的。
據(jù)集微網(wǎng)了解,，在2017年,，EUV光刻機(jī)年產(chǎn)量全球只有12臺(tái),，幾乎每一個(gè)月只生產(chǎn)出一臺(tái)。目前,，作為光刻機(jī)的龍頭的阿斯麥(ASML)占據(jù)著高達(dá)80%的市場,，EUV光刻機(jī)能否交給國內(nèi)客戶的手上，牽動(dòng)著國內(nèi)晶圓廠客戶7納米制程以下的演進(jìn)發(fā)展,。此前,，ASML中國區(qū)總裁金泳璇(Young-Sun Kim)接受專訪時(shí)表示，國內(nèi)晶圓廠與國際客戶“一視同仁”,，只要客戶下單EUV要進(jìn)口到國內(nèi)完全不是問題,。目前已有國內(nèi)晶圓廠巨頭與ASML展開7納米工藝制程的EUV訂單洽談，最快可望于2019年,，國內(nèi)第一臺(tái)EUV可望于中國落地,。
物聯(lián)網(wǎng)、5G等新興應(yīng)用最適合采用FinFET工藝
趙海軍表示,，2001年的時(shí)候,，很多做半導(dǎo)體的都難以繼續(xù)下去，主要有兩個(gè)原因：一是受到互聯(lián)網(wǎng)泡沫破滅的沖擊,，整個(gè)市場的行情相當(dāng)慘淡,，價(jià)錢很低，很難盈利;二是,，硅單晶常溫下的電壓是1.12V,，再降的話，電阻會(huì)變大,，發(fā)射效率問題會(huì)很突出,，也就能做到1V左右，很難再降低了,。在2001年便遇到了這樣的瓶頸,，為了解決問題，于是出現(xiàn)了兩種解決方案：
一是在電路設(shè)計(jì)上做文章,，即不然所有的電路模塊同時(shí)工作,，根據(jù)需要，只讓一部分工作,，這就在很大程度上解決了功耗問題,，這實(shí)際上就是多核的概念。
另外一個(gè)方法,，就是在制程工藝方面,，改變硅材料的做法，即在增加電流的情況下，發(fā)熱量不變,，這就需要減少漏電流,，實(shí)現(xiàn)方法就是增加載流子的遷移率,。胡正明教授發(fā)明的FinFET技術(shù),，很好地解決了這個(gè)問題，現(xiàn)在,，晶體管上耗面積的已經(jīng)不是溝道寬度了,，而是晶體管的長度，因?yàn)檫@種立體結(jié)構(gòu),，使得單位面積上的驅(qū)動(dòng)能力加強(qiáng)了,，就不需要很大的晶體管尺寸，從而使得7nm,、5nm,、3nm實(shí)現(xiàn)起來容易了很多，不需要做顛覆性的工藝結(jié)構(gòu)改變,，只需要把溝道的做得深一點(diǎn),。
趙海軍強(qiáng)調(diào)，3D NAND和FinFET邏輯電路的原理是相通的,。此外,，從28nm到14nm的FinFET工藝，雖然電流增大了,，但溝道并沒有減小,，再加上工藝方面的改善，可以使漏電減少兩個(gè)數(shù)量級(jí),。這很適合物聯(lián)網(wǎng),、5G等新興應(yīng)用對低功耗的迫切要求。因此可以說,，未來物聯(lián)網(wǎng)中用到的芯片,，采用FinFET工藝是最為理想的選擇。
物聯(lián)網(wǎng)和 5G 將會(huì)有很大的發(fā)展
目前,，中國有1300多家IC設(shè)計(jì)公司,，由于很多是同一家公司的分公司，所以估計(jì)有500——600家,。這些IC設(shè)計(jì)公司都在做什么?趙海軍表示,，他們會(huì)先在低端搶市場，達(dá)到一定市場規(guī)模和收入水平后,，開始做毛利率相對較高的終端,，最終如果上市了，就開始沖刺高端，做品牌,。
趙海軍表示,，未來，我們要做大生產(chǎn),，首先就是工廠,，50億~60億美元的話，首先要做的產(chǎn)品,，也是大熱的物聯(lián)網(wǎng),，其特點(diǎn)就是少量多樣。由于當(dāng)今的EDA軟件越來越強(qiáng)大,，使得很多系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)公司做芯片的門檻逐漸降低,，像蘋果、谷歌,、華為,、小米、百度等公司,，都在不斷加強(qiáng)在自研芯片方面的投入力度,。可以說,，這些做云端的大的系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)公司的需求,，代表著未來集成電路的需求。
還有一個(gè)需求便是5G,。趙海軍表示,，對于電話來講，5G純屬多余,，但是從數(shù)據(jù)量的存儲(chǔ)來講,，5G是非常必要的。但是5G有一個(gè)壞處,，5G 的阻擋很厲害,，如果旁邊有一顆樹擋住，為了解決這一瞬間的擋漏就存在一個(gè)無窮大的數(shù)據(jù)傳輸問題,。相信未來,，5G肯定會(huì)有非常大的發(fā)展。
代工行業(yè)前途遠(yuǎn)大,，手機(jī)依然是Foundry廠的主營業(yè)務(wù)
近些年,，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)增長緩慢，其增長率似乎與美元的貶值速度差不多,。那么未來的增長在哪呢?對此,，趙海軍認(rèn)為,，未來，手機(jī)的數(shù)量肯定還是增長的,，人工智能(AI)更會(huì)快速增長,。而在這些未來的收入當(dāng)中，有六分之一是有Foundry提供的,，即360億美元市場當(dāng)中,，有60億美元是屬于Foundry的。
未來,，F(xiàn)oundry的增長速度是非?？斓?。趙海軍強(qiáng)調(diào),，F(xiàn)oundry廠有60%多的業(yè)務(wù)來源于手機(jī)，汽車是未來,，但就目前來看,，其占總輸入的比例還是比較小。所以,，今后很長一段時(shí)間內(nèi),，手機(jī)依然是眾Foundry廠的首要考量板塊。
趙海軍表示,，經(jīng)過專門的分析,，發(fā)現(xiàn)手機(jī)其實(shí)也很復(fù)雜，手機(jī)里有處理器SoC,，RF,，生物識(shí)別、傳感器,、顯示驅(qū)動(dòng),、電源管理等不同的功能電路，還要區(qū)分非洲,，南美洲,，亞洲等不同的區(qū)域市場，以及不同的制程工藝節(jié)點(diǎn),。此外,，越來越多的手機(jī)開始采用OLED顯示，這種屏幕的驅(qū)動(dòng)電路與傳統(tǒng)LCD的驅(qū)動(dòng)有很大區(qū)別,，它對數(shù)據(jù)量的存儲(chǔ)提出了更高的要求,。
最后，趙海軍提到,，中芯國際雖然已經(jīng)是中國大陸地區(qū)最大的Foundry廠,，但就全球范圍而言，它依然很小，目前代工行業(yè)在整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)里面只占六分之一,，說明未來前途遠(yuǎn)大,。值得一提的是，在2016年,，中芯分別在上海,、天津和深圳規(guī)劃了三個(gè)晶圓廠，同時(shí)中芯國際還攜手長電,，建立中芯長電半導(dǎo)體,，架起中國半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的橋梁。此外,，中芯國際在創(chuàng)新方面也有巨大的投資,，在專利申請方面中芯國際一直都位于中國前五，是半導(dǎo)體行業(yè)里面申請和獲得專利數(shù)最多的企業(yè),。