中芯國際CEO趙海軍:專注大生產技術,提高製造業競爭力
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集微網消息,「重要的事情講三遍,我做運營副總裁的時候就講過這方面的內容,現在擔任了公司的CEO,依然要講。
我覺得中國半導體要做的,萬變不離其宗,首先就是要把大生產技術做好,真正把我們的製造業做到有足夠的競爭力。
」現任中芯國際集成電路製造有限公司執行長的趙海軍在「2017年北京微電子國際研討會」強調了自己的觀點。
摩爾定律依然有效
最近,關於摩爾定律的討論不絕於耳。
有人說,現在是後摩爾定律時代;更有人說,摩爾定律已死。
對此,趙海軍認為,摩爾本人是個英雄,他控制著Intel的研發進程。
他在任的時候,要求團隊既不能快,也不能慢,嚴格按照他說的,每兩年前進一代。
但現在他已經退休,摩爾定律不再那麼精準也很正常。
趙海軍表示,半導體製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,這源於成本控制,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,但已經不是兩年前進一代了,而是兩年三代了,也就是說,它變快了。
EUV 已在 7nm 工藝上占據主流
在趙海軍看來,目前,EUV 光刻設備和技術已經在7nm工藝上占據主流,但也存在著最主要的矛盾,因為 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,為什麼呢?
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難關的話,性能可以提升68%。
可見,7nm已是大勢所趨。
此外,趙海軍認為,7nm工藝上使用的是標準的193nm波長EUV光刻技術,再配合噴水的浸潤式技術。
這樣做最大的特點是容易,因為可以使用以前的經驗。
但是,他也有壞處,因為它有80多個layer,製造的過程中需要很多設備,成本特別高,管理難度也增大了,而且周期特別長。
現在,業界也有一個類似的「摩爾定律」,即60天。
什麼意思?半導體市場很大,但真正屬於你的是有限的,你所能看到的客戶需求就是價錢和性能,但是你能看多遠?趙海軍謙虛的表示,我只能看到未來地3個季度,如果有人很確定的說他能看到4個季度後的需求情況,都是胡扯!因此,對市場的反應速度非常重要。
在製造業內,有個不成文的規定,就是要在60天之內,把符合客戶要求的矽片交到他們手中,後續還要做封裝測試等工作,大概一個月,加起來一共是一個季度,這樣的周期是最為合理、靠譜的。
60天之內做完,難度很大。
如果是以前的0.18微米、0.25微米工藝,實現起來很容易,因此那時只需要20~26個layer。
但是做7nm,卻需要82個layer,要在60天內做完,是一件很難的事情。
因此,做大生產技術必須要用到EUV,EUV最大的優點是可以20多天出廠,而用其他工藝要80多天。
趙海軍表示,談到大生產技術,就要考慮設備問題,即你買的設備是不是比同等工藝節點的對手引進的早,是否先進很多,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。
據集微網了解,在2017年,EUV光刻機年產量全球只有12台,幾乎每一個月只生產出一台。
目前,作為光刻機的龍頭的阿斯麥(ASML)占據著高達80%的市場,EUV光刻機能否交給國內客戶的手上,牽動著國內晶圓廠客戶7納米製程以下的演進發展。
此前,ASML中國區總裁金泳璇(Young-Sun
Kim)接受專訪時表示,國內晶圓廠與國際客戶「一視同仁」,只要客戶下單EUV要進口到國內完全不是問題。
目前已有國內晶圓廠巨頭與ASML展開7納米工藝製程的EUV訂單洽談,最快可望於2019年,國內第一台EUV可望於中國落地。
物聯網、5G等新興應用最適合採用FinFET工藝
趙海軍表示,2001年的時候,很多做半導體的都難以繼續下去,主要有兩個原因:一是受到網際網路泡沫破滅的衝擊,整個市場的行情相當慘澹,價錢很低,很難盈利;二是,矽單晶常溫下的電壓是1.12V,再降的話,電阻會變大,發射效率問題會很突出,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,於是出現了兩種解決方案:
一是在電路設計上做文章,即不然所有的電路模塊同時工作,根據需要,只讓一部分工作,這就在很大程度上解決了功耗問題,這實際上就是多核的概念。
另外一個方法,就是在製程工藝方面,改變矽材料的做法,即在增加電流的情況下,發熱量不變,這就需要減少漏電流,實現方法就是增加載流子的遷移率。
胡正明教授發明的FinFET技術,很好地解決了這個問題,現在,電晶體上耗面積的已經不是溝道寬度了,而是電晶體的長度,因為這種立體結構,使得單位面積上的驅動能力加強了,就不需要很大的電晶體尺寸,從而使得7nm、5nm、3nm實現起來容易了很多,不需要做顛覆性的工藝結構改變,只需要把溝道的做得深一點。
趙海軍強調,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,但溝道並沒有減小,再加上工藝方面的改善,可以使漏電減少兩個數量級。
這很適合物聯網、5G等新興應用對低功耗的迫切要求。
因此可以說,未來物聯網中用到的晶片,採用FinFET工藝是最為理想的選擇。
物聯網和 5G 將會有很大的發展
目前,中國有1300多家IC設計公司,由於很多是同一家公司的分公司,所以估計有500——600家。
這些IC設計公司都在做什麼?趙海軍表示,他們會先在低端搶市場,達到一定市場規模和收入水平後,開始做毛利率相對較高的終端,最終如果上市了,就開始衝刺高端,做品牌。
趙海軍表示,未來,我們要做大生產,首先就是工廠,50億~60億美元的話,首先要做的產品,也是大熱的物聯網,其特點就是少量多樣。
由於當今的EDA軟體越來越強大,使得很多系統和網際網路公司做晶片的門檻逐漸降低,像蘋果、谷歌、華為、小米、百度等公司,都在不斷加強在自研晶片方面的投入力度。
可以說,這些做雲端的大的系統和網際網路公司的需求,代表著未來集成電路的需求。
還有一個需求便是5G。
趙海軍表示,對於電話來講,5G純屬多餘,但是從數據量的存儲來講,5G是非常必要的。
但是5G有一個壞處,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無窮大的數據傳輸問題。
相信未來,5G肯定會有非常大的發展。
代工行業前途遠大,手機依然是Foundry廠的主營業務
近些年,全球半導體產業增長緩慢,其增長率似乎與美元的貶值速度差不多。
那麼未來的增長在哪呢?對此,趙海軍認為,未來,手機的數量肯定還是增長的,人工智慧(AI)更會快速增長。
而在這些未來的收入當中,有六分之一是有Foundry提供的,即360億美元市場當中,有60億美元是屬於Foundry的。
未來,Foundry的增長速度是非常快的。
趙海軍強調,Foundry廠有60%多的業務來源於手機,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,今後很長一段時間內,手機依然是眾Foundry廠的首要考量板塊。
趙海軍表示,經過專門的分析,發現手機其實也很複雜,手機里有處理器SoC,RF,生物識別、傳感器、顯示驅動、電源管理等不同的功能電路,還要區分非洲,南美洲,亞洲等不同的區域市場,以及不同的製程工藝節點。
此外,越來越多的手機開始採用OLED顯示,這種螢幕的驅動電路與傳統LCD的驅動有很大區別,它對數據量的存儲提出了更高的要求。
最後,趙海軍提到,中芯國際雖然已經是中國大陸地區最大的Foundry廠,但就全球範圍而言,它依然很小,目前代工行業在整個半導體行業裡面只占六分之一,說明未來前途遠大。
值得一提的是,在2016年,中芯分別在上海、天津和深圳規劃了三個晶圓廠,同時中芯國際還攜手長電,建立中芯長電半導體,架起中國半導體供應鏈的橋樑。
此外,中芯國際在創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於中國前五,是半導體行業裡面申請和獲得專利數最多的企業。
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