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新專利+新工藝,華為“繞道”ASML光刻機,麒麟晶片有望提前歸來

2022年第一季度已近過去,iPhone13系列依舊香得很,搭載驍龍8、天璣9000等旗艦晶片的手機也是越來越多。由於缺少製造手機最為核心的元器件-晶片,華為的手機業務依舊是困難重重,Mate50系列遲遲沒有釋出,據說可能也還是4G手機。

新專利+新工藝,華為“繞道”ASML光刻機,麒麟晶片有望提前歸來

華為自2019年5月進入實體清單以來,智慧手機的市場份額就不斷下滑,作為擁有5G技術最多的企業,如今連5G手機都成了一種奢望。然而至暗時刻終會過去,近期的種種訊息表明,華為最為核心的麒麟晶片,有望提前結束“絕唱”狀態。

無需EUV光刻機,也能造芯?

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眾所周知,要想生產7nm以下的旗艦晶片,就必須得使用荷蘭的ASML的EUV光刻機。但受實體清單限制,ASML也無法自由出貨,只供給臺積電、三星和英特爾三家企業,讓華為的5nm晶片—麒麟9000成為了“絕唱”系列。

另外,EUV光刻機制造難度極大,高度達5米、重量近180噸、零部件有10萬左右,一年也就只能生產十幾臺。所以EUV光刻機的單價非常高,一臺超過1億美元,造成了晶片越來越貴的情況。

全球半導體企業一直在探索無需EUV光刻機的造芯方案,目前已有自組裝(DSA)技術、等離子鐳射技術和奈米壓印光刻(NIL)技術,其中NIL技術被視為是最佳替代方案,可用於生產32nm以下工藝晶片。

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NIL技術(奈米壓印微影技術)是在一個特殊的“印章”上,先刻上奈米電路圖案,然後再將電路圖案“壓印”在晶圓上,就像蓋章一樣。

鎧俠從2017年開始與佳能等半導體企業合作,研發NIL的量產技術。已成功掌握15nm量產技術,目前正在進行15nm以下技術研發,預計2025年達成,精度可達5nm。

由於NIL沒有鏡頭,比EUV要經濟得多。根據佳能等廠商釋出的訊息,NIL的耗電量可壓低至EUV生產方式的10%,並讓裝置投資降低至40%。

華為申請晶片堆疊專利

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前段時間,蘋果推出了M1 Ultra晶片,將兩顆M1 Max的晶片封裝到了一起,順利實現了效能的翻倍。英特爾、AMD等廠商也都在研發這種晶片堆疊封裝工藝,AMD的3D封裝工藝,也實現了15%以上的效能提升。

晶片堆疊是將原來單獨封裝的晶片重新設計,用3D封裝工藝將其封裝在一起,用多顆晶片疊加到一起的方式,實現晶片效能的提升。M1 Ultra已經做到了這一點,對於華為來說,這也是一個很好的選擇。

在國家智慧財產權局的官網上,華為的一份專利申請,就是關於晶片的堆疊封裝技術。在此前的華為2021年度報告發佈會上,華為輪值董事長郭平也表示:用面積換效能、用堆疊換效能,使得不那麼先進的工藝,也能持續讓華為在未來的產品裡面具有競爭力。

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NIL工藝5nm晶片,量產要等到2025年,若華為採用類似M1 Max的疊堆封裝,就可以讓高階麒麟晶片提前歸來。

華為全面佈局晶片產業鏈

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晶片產業鏈,主要包括三大環節:設計、製造和封裝。正因為產業鏈非常長,華為的海思半導體無法制造晶片,這才受制於實體清單。華為已經在全面佈局晶片產業鏈,補齊製造這最後一塊拼圖。

早在2019年華為剛登上實體清單時,任正非接受媒體採訪時就表示:“晶片光砸錢是不行的,得砸數學家、物理學家、化學家……”

為了全面佈局晶片產業鏈,華為於2019年4月成立了哈勃投資,專門投資有潛力的半導體產業鏈初創公司,完成晶片全產業鏈。天眼查的資料顯示,截至2022年2月,哈勃投資共發起了77筆投資,投資企業已經超過60家。

除了外部投資,華為也在投入鉅額研發資金,爭取早日自己造芯。2019年,總投資超過100億元的華為上海青浦研發基地開工。2021年6月,臺媒披露華為的首個晶圓廠將從2022年起分階段投產。

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在Mate40系列釋出時,餘承東無奈表示:因為實體清單不公平的對待,麒麟9000恐怕要成為“絕唱”了。相信隨著華為在研發和投資上的不斷努力,以及NIL和晶片堆疊技術的應用,麒麟晶片可以提前歸來,加上自研的鴻蒙系統,華為手機勢必會強勢迴歸,繼續成為蘋果三星的最強敵手。