傳中國「又」突破美國封鎖了 中芯今年將量產5奈米晶片 美商務部長:中國技術落後美國幾年

晶片

今年初開始有幾家媒體報導透露,中國最大的晶片製造商中芯國際(SMIC)將不惜一切代價,在今年稍後為華為技術量產5奈米晶片,但是產量少,而且生產成本極為高昂。

這消息讓人質疑美國出口管制的效力,沒有對中國晶片產業帶來致命打擊,反而讓中芯國際更具創新能力?

美商務部長:中國晶片製造技術仍落後美國

即使各界質疑聲浪來襲,但美國商務部長雷蒙多周日接受美國哥倫比亞廣播公司(CBS)新聞節目《60分鐘》訪問時淡化華為晶片技術突破封鎖的消息,而是強調中國製造晶片技術仍比美國落後數年,這種落差表明拜登政府對中國實施出口管制的措施取得成功。

《彭博》報導指出,儘管傳言中國將製造的5奈米晶片,比目前最先進製造商生產的尖端3奈米晶片落後一代,但中國繼續推進10奈米以下晶片製造能力,這種事實的意義重大,特別是考慮美國設定的門檻是2022年的出口管制是16到14奈米。

華為於2023年8月推出新款5G智慧手機Mate 60 Pro,當時這款智慧型手機搭載中國「晶圓代工一哥」中芯國際(SMIC) 在國內製造的7奈米晶片,美國隨後很快聲稱沒有證據表明中芯國際可以大規模生產7奈米晶片。

一些分析師同樣懷疑中芯國際的7奈米製程在商業上是否可行,因為它沒有使用採用極紫外 (EUV) 光刻技術的最新型晶片製造設備,而中國受到出口管制的束縛,無法獲得這種技術。中國晶片製造商只能使用成本更高、效率更低的製造工藝,利用舊的深紫外線(DUV)光刻設備重複曝光,造出7奈米晶片。

DUV造10奈米以下晶片的成本高出數倍

然而,當政治風險很高時,金錢成本就不會是一個重大障礙。 儘管中芯國際用DUV製造10奈米以下晶片的成本比EUV光刻機造晶片成本高出數倍,但它們證明中國有能力反抗美國的出口管制。

更重要的是,除了與人工智慧(AI)相關的應用之外,大多數現有軍事裝備不依賴10奈米以下晶片,而是使用中國已經具備能力的成熟晶片技術。

早在今年2月初,英國《金融時報》和亞洲時報就相繼報導,中芯國際今年稍後將向華為出售成本高、效率低的5奈米晶片。

評論人士表示,華為和中芯國際決心推進這個耗資巨大的項目,因為北京希望向世界展示,儘管美國對先進晶片與設備實施出口禁令,但中國企業仍可以突破封鎖,他們認為,這更像花大錢的政治表演項目,而不是商業可行的項目。

中芯5奈米晶片的良率在30%-40%

晶片工程師解釋,使用浸沒式深紫外線(DUV)光刻技術來生產5奈米晶片在技術上是可行的,但成本比使用極紫外線(EUV)光刻技術製造的晶片高出6-7倍。他們估計,中芯國際或許能夠生產7奈米和5奈米晶片,良率分別為50%和30%-40%。

英國《金融時報》的報導指出,中芯國際將利用現有的美國和荷蘭晶片設備量產5奈米麒麟片上系統 (SoC);中芯國際的5奈米和7奈米晶片售價比台積電類似晶片售價貴了40%-50%。

《金融時報》引述一些專家的話指出,中芯國際7奈米晶片的良率還不到台積電同類產品的三分之一。

前台積電研發副總、清華大學半導體學院的院長林本堅表示,華為和中芯國際可以使用現有的DUV設備來生產5奈米,但成本會非常高。

他說,用深紫外光刻(DUV)技術生產5奈米晶片需要4次圖案化技術,其中包括多次曝光和蝕刻製程。他說,多重圖案化非常耗時,如果曝光不準確,會導致產量低下。

中芯國際利用DUV準備5奈米製程

他的觀點是,美國應該專注於保持晶片設計領先地位,而不是試圖限制中國的進步,他指出,北京採取「舉全國之力」的策略來發展晶片製造產業。

去年8月,華為出人意料在Mate60 Pro手機推出麒麟9000s晶片,技術專家後來發現,這款7奈米晶片是中芯國際採用N+2製程、DUV光刻技術製造的。

2023年12月,華為推出了採用麒麟9006C晶片的青雲L540筆記型電腦,評論人士一度猜測華為實現了新的技術突破。

加拿大技術解決方案供應商TechInsights 1月初表示,9006C晶片來自2020年9月中旬台積電被美國禁止為華為生產晶片之前交付的庫存。

去年12月,不願透露姓名的產業消息人士告訴南韓新聞網站《The Elec》,中芯國際正在利用DUV準備5奈米製程。他透露,DUV的零件供應無法跟上中國的需求,光罩(photomask)的用量將進一步增加。