革命不是请客吃饭,不是你死,就是我亡。下面是新申请的备胎公众号,原因你懂的。写在开头:28nm光刻机助力中国实现了国产28nm芯片规模生产,并在在2023年实现7nm芯片国产化(Mate60发布),彻底在半导体制造领域站稳脚跟。但我们什么时候能够追赶上美国的芯片制程,毕竟在摩尔定律的驱动下,美国还在不停的演进?
为什么是2nm是中美对决的巅峰,而不是3nm、5nm?首先28nm是半导体的技术分水岭,在28nm之后,半导体技术进入了飞速发展的阶段。梳理芯片的制程发展历史,有助于推演未来中国芯片的发展速度和演进:
28nm:2011年,台积电成为首家提供28nm通用工艺技术的代工厂。这是较早的先进制程技术之一,特点是相对较高的性能和较低的功耗,适用于多种应用,包括智能手机5G射频收发器、毫米波和汽车雷达、消费电子、物联网等。14nm:2015年,英特尔和格罗方德(GlobalFoundries)正式推出14nm制程技术,首次领先台积电。这一技术进一步缩小了晶体管尺寸,提高了集成度和性能,同时降低了功耗。10nm:2017年初,台积电开始量产10nm工艺节点的芯片。与14nm相比,10nm工艺在性能和功耗方面都有显著改进,使得芯片可以在更小的面积内集成更多的功能。10nm不是一个标准的芯片代际,主要是Intel在使用,其他很多厂家直接跳到了7nm。7nm:2018年,台积电开始7nm FinFET (N7) 的量产。7nm工艺比10nm工艺密度提高了1.6倍,性能提升了20%,功耗降低了40%。这一技术的引入,为芯片带来了更高的性能和更低的功耗。中国目前国产化主要停留在7nm,而且良率不高,所以成本较高。5nm:2020年,台积电领先代工厂开始5nm FinFET (N5) 技术的量产。5nm工艺进一步提升了晶体管密度和性能,同时在保持相同的功耗下,速度提升了30%,与16nm相比,功耗降低了55%。预计2024年会发布相应的芯片,请期待最新的黑科技产品,独领风骚!3nm:2022年,台积电引领代工厂开始3nm FinFET (N3) 技术的大规模生产。3nm工艺是目前最先进的制程技术之一,它将晶体管密度和性能提升到了一个新的水平。例如苹果在2024年款iPad Pro 11英寸平板电脑中采用了台积电第二代3nm工艺,即N3E工艺,这表明苹果已经将3nm技术商业化应用。此外,苹果在2023年秋季发布的iPhone 15系列中,iPhone 15 Pro和iPhone 15 Pro Max升级到了3nm工艺制程芯片A17 Pro,这也是全球首款3nm工艺制程芯片的亮相。2nm:具体的量产年份尚未公开(预计2025年),但台积电的2nm (N2) 技术开发进展顺利,并且是台积电首次采用的纳米片晶体管技术。虽然2nm工艺的具体细节尚未公开,但预计它将在晶体管密度、性能和功耗方面带来革命性的改进,是芯片产业一个革命性的代际演进节点。这些制程技术的发展反映了半导体行业不断追求更高性能、更低功耗和更小尺寸的晶体管的趋势。随着技术的进步,未来的制程技术将继续在这些方面进行突破。特别是进入5nm以后,关键制程技术的主要制造商包括台积电、三星、中芯国际和IBM。Intel由于移动通信芯片的失败,已经被淘汰出局,目前停留在7nm制程的水平。而台积电由于持续积累的先发优势,实现了遥遥领先,已经无人可及。从Intel最近公布财报导致股价断崖式下跌可以看出,墨守成规的厂家要被时代淘汰。Intel甚至被CPU的千年老二AMD甩了好几条街。因此从芯片的制程发展时间线上看,台积电预计2025年进入3nm规模商业化,2027年进入2nm商业化。中国已经在2023年实现了7nm的光刻机突破,比台积电的7nm延迟了5年。预计中国的国产化光刻机在2024年实现5nm,2025年实现3nm,2027年实现2nm。那么按照这个时间线推演,中美将在2027年的2nm半导体制程进行巅峰对决。华山论剑,既分高下,也决生死。毕竟我们掀的是美国的桌子,重开一个牌局,自己定义规则。这是革了美国科技的命,而且革命不是请客吃饭,不是你死,就是我亡。这是蛋糕的利益之争,没有所谓的道德好坏,只有国家的利益为重。目前全球经济低迷,消费需求动力不足,给了中国弯道超车的机会。台积电一直在拖延半导体的制程,希望能够给5nm、3nm等更多的时间进行商业兑现,把技术红利吃干抹净。敌人睡觉的时候,正是我们追赶的时候。这恰恰给了我们追赶美国的半导体产业的机会:站稳28nm,决战2nm。这是时代赋予中国的机会,也是时代给与我们这一代彻底解决科技被卡脖子的问题。
星光不负赶路人,前人栽树后人乘凉。十年后再回顾这段没有硝烟的科技战,那些曾经冲锋陷阵的,加班加点的人,从不后悔。因为我们曾经站在科技之巅,冲击喜马拉雅山。毕竟努力过、争取过,爬草地、过雪山,沿途下蛋,无悔人生。知识星球2:聚焦光刻机等半导体关键产业,目前规划6个专题,后续会持续增加。目前包含以下领域:光刻机、计算产业、存储产业、工业激光、充电网络、自动驾驶。一年有效期,支持三天无理由。
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