中芯国际、华力微、长江存储今年将纷纷启动进入 1x 纳米以下制程技术的深水区,中芯国际明年上半 14 纳米 FinFET 将风险试产,并推进 7 纳米研发进程;上海华力 Fab6 未来也将成为 14 纳米量产重要基地;长江存储今年首颗大陆自主研发快闪存储器芯片也将迈入量产,未来数月将进入密集装机期。

 

据外媒报导,中芯国际已经订购了一台 EUV 设备,首台 EUV 设备购自 ASML,价值近 1.2 亿美元。EUV 是当前半导体产业中最先进也最昂贵的半导体制造设备,全球仅荷兰设备商 ASML 供应。 EUV 是未来 1x 纳米继续走向 1x 纳米以下的关键微影机台,包括英特尔、三星、台积电等大厂都在争抢购买该设备。

 

设备供应商 ASML 曾表示,一台 EUV 从下单到正式交货约长达 22 个月,若以中芯目前订购来看,按正常交期也要 2020 年初左右才能到货。 

 

按照中芯国际的技术蓝图规划,2019 年上半肩负 14 纳米 FinFET 将风险试产任务,若 2020 年顺利取得 EUV,将可进一步向前推进至 7 纳米。而目前研发团队最高负责人、中芯国际联席 CEO 梁孟松则扮演先进技术蓝图规划的推手。 尽管中芯目前在制造制程上仍落后于台积电等市场领导者 2~3 代,但此举已经凸显了中芯在研发团队重整旗鼓之后的雄心,此时下单 EUV 也属正当其时。 

 

不过下单归下单,未来技术挑战仍拥有几大内外变数考验,一是先进高阶设备的进口能否顺利进入大陆;二是设备启动的上海能否给予充足的电力供给;三是顺利装机之后设备的调试与良率,毕竟从浸润式微影机,改成 EUV 系统,不是一个世代的跨越这么简单,而对中芯国际研发先期量产团队来说全然陌生,涉及到微影胶、光罩、pellicle、检测等全环节的良率提升,相对来说,更新换代的学习周期会较长。 半导体行业专家莫大康则分析认为,中芯有钱提前布局 7nm 是件好事,对于中芯来说,要从人员培训开始,未来中芯要能做 7nm 可能至少还需 5 年以上时间,仍有很多挑战需要克服。 

 

日前,中芯国际财报显示,今年将全年资本支出从 19 亿美元上调至 23 亿美元,用于先进制程的研发、设备开支以及扩充产能。显示未来将加强先进制程技术的布局。 

 

值得注意的是,同样也在紧追 1x 纳米制程技术的华力上海 Fab6 也正式搬入的首台 ASML NXT 1980Di 微影机。这台微影机是目前大陆积体电路生产线上最先进的浸没式微影机。 

 

华力表示,Fab6 主厂房完成净化装修,相关配套机电设备准备就绪,具备了制程设备搬入条件,较原计划进度提前 1 个半月,仅约 16 个半月。 根据华虹集团的规划,Fab6 总投资人民币 387 亿元,建成后月产能将达 4 万片 12 吋晶圆,制程涵盖 28~14 纳米技术节点。项目计划于 2022 年底建成投产,主要投入逻辑芯片量产。在接下来的五个月内,华虹 Fab6 制程设备将搬入并完成安装调试,年底前完成生产线串线并实现试投片。 

 

无独有偶,长江存储的首台微影机也已运抵武汉天河机场,这台微影机为 ASML 的 193nm 浸润式微影机,售价 7,200 万美元用于 14nm~20nm 制程,陆续还会有多部机台运抵。 

 

长江存储主要攻关 3D NAND 快闪存储器芯片制程量产,计划共建三座 3D NAND Flash 厂房。总投资 240 亿美元,其中,第一阶段的厂房已去年 9 月完成建设,计划 2018 年投产,2020 年形成月产能 30 万片的规模。 回顾长江存储发展 3D NAND 快闪存储器的历程:2014 年与大陆中科院微电子所启动双方 3D NAND 合作项目;2015 年,完成了 9 层结构的 3D NAND 测试芯片,实现了电学性能验证;2016 年,实现了 32 层测试芯片研发及验证,注资 240 亿美元建设国家存储器基地;2017 年,测试芯片良率大幅提升,并实现了首款芯片的投片;2018 年,即将开始了 3D NAND 存储芯片生产线试产。 

 

日前紫光集团全球执行副总裁暨长江存储执行董事长高启全更是透露,长江存储的 3D NAND Flash 已经获得第一笔订单。明年,长江存储力争 64 层堆叠 3D 快闪存储器实现量产,单颗容量 128Gb(16GB),与世界领先水准差距缩短到 2 年之内。