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国产4纳米芯片开始量产?业内解读

最近,不少科普大家也跟着起哄,撰文写作《绝对的重大突破,中国4纳米芯片已量产,美方封锁彻底失败》,同样相关视频内容也不绝于网络,但是这里有一个严重的逻辑错误:长电科技的4nm封装技术量产和中国4nm芯片量产完全不是一个事情。“绕光光刻机”更是无稽之谈。

长电科技是我国最大的封测公司,也是世界三大封测公司之一,其XDFOI Chiplet工艺已经实现突破,进入稳定量产,能够为国际客户提供4nm多节点芯片系统的集成封装是个了不起的突破,但是并不能和芯片4nm制程混为一谈。

实际上在2022年,最热门的词汇当属“chiplet”(小芯片,“芯粒”),各大半导体巨头纷纷布局chiplet技术。原因在于这项技术是在高端制程进展缓慢下,有效提升算力密度的有效途径。

Chiplet具有三大优势:

第一,大幅度提高芯片的良率;第二,降低设计的复杂程度和成本;第三,满足定制化需求。

总之,作为后摩尔时代的规模化应用,具有很高的性价比。比如,苹果发布的M1 Ultra,华为发布的3D堆叠技术专利等,都是在芯片制程不变的情况下,采用先进封装提高功能密度,其实质还是系统集成的方式。

长电科技则基于XDFOI™ Chiplet高密度多维异构集成系列工艺,可生产4nm多芯片封装产品,最大封装体面积约为1500mm²的系统级封装,这是一个了不起的突破,但是绝不意味着我们可以绕过光刻机,直接实现4nm工艺芯片的制造。

所谓的“小芯片”是芯片模块化设计的方案,如果说芯片制造中将晶圆切割后制作成芯片,而单颗粒封装就是“soc”,而多颗粒、多种工艺节点、不同功能、不同材质的芯片组合在一起,形成了“系统级的soc”。

单颗芯片再强大,也不如将单颗芯片组合起来加上相关功能芯片,整体将功能更强大。长电就是使用先进封装技术,增强单颗芯片的算力和功能密度。

这样对于制程的依赖更小。比如盖房子:单颗粒芯片好似一块砖,而封测技术则是建立的一面预制的墙,未来可能是模块化的一间房。

长电的突破在于以下三点:

第一,采用多维先进的封装技术,将小芯片采用极高密度,多扇出型封装高密度集成;

第二,集成了多颗逻辑芯片、内存芯片,形成的高集成度的异构封装体,显著减少了fcBGA 基板的使用,解决了芯片互联、信号、协议、标准等问题,因此4nm的封装体可以超越单颗3nm芯片。

第三,长电科技的4 nm封装技术,与传统的3 nm制程技术相比,将有效地提高芯片的密度,大大降低对芯片制程的需求。涵盖2D、2.5D、3D集成技术,分别解决了芯片内部应力问题、信号完整性等问题。

尽管,长电科技4nm小芯片封装技术实现了量产,其实质还是在4nm工艺芯片的基础上,进行了先进封装,属于芯片生产制造的后段工艺。没有4nm的芯片,还是无法超越3nm,或者代替其他更高制程芯片工艺。

总之,封装可以解决很多实际问题,比如在有限面积内实现更高的功能密度,让芯片的封装尺寸更小、性能更强,但是却不能代替芯片本身的性能提升。

在笔者看来,使用EUV光刻机制造诸如4nm、3nm纳米的芯片是一种路径;而增强一般制程的芯片,比如14nm、28nm也是一种途径;更或者从芯片中数以亿计的晶体管、衬底材料入手也是一种途径,当然还有更多的办法,彼此都不能简单替代。

相反要想给“摩尔定律”续命,就必须在芯片制造和应用全体系里实现创新,因此从这个意义上来说,长电科技的突破无疑让世界瞩目。

科普本身需要实事求是,可以将复杂的事情用简单的比喻来讲述,但是忽略事实本身,就十分不可取。实事求是,还是我们一直要秉承的科学精神。只有在实事求是的技术上,不断努力才有可能实现长足的发展和超越。#国产4纳米芯片开始量产?业内解读#\u0002

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