חמש אי הבנות עיקריות של הכרה בשבבים ביתיים

מכיוון ששרשרת תעשיית המעגלים המשולבים מורכבת ביותר, ישנן אי הבנות רבות לגבי שרשרת תעשיית המוליכים למחצה. מאמר זה מתמקד במענה על חמש אי ההבנות הנפוצות ביותר של שבבים ביתיים:

אחד, אתה יכול לעשות שבב עם מכונת ליטוגרפיה?

למעשה, ליטוגרפיה היא רק אחד משבעת קישורי התהליך העיקריים (ליתוגרפיה, תחריט, תצהיר, השתלת יון, ניקוי, חמצון ובדיקה) של תעשיית המוליכים למחצה. למרות שזה אחד הקישורים החשובים ביותר, זה משאיר את ששת הקישורים האחרים. אף אחד מהם לא יעבוד.

תהליך הייצור של מעגלים משולבים מחולק לתהליכים "שלושה עיקריים" + "ארבעה קטנים":

שלושה עיקריים (75%): פוטוליטוגרפיה, תחריט, תצהיר;

ארבעה קטנים (25%): ניקוי, חמצון, גילוי, השתלת יון.

בנסיבות רגילות, פוטוליטוגרפיה מהווה 30% מההשקעה בציוד קו הייצור כולו, והיא אחד משלושת הציוד החזיתי החשוב ביותר לצד מכונת התחריטים (25%) ו- PVD /CVD/ALD (25%). שבבים יכולים להתבצע עם מכונת ליתוגרפיה. ליטוגרפיה היא רק חלק אחד מתהליך ייצור השבבים. הוא גם זקוק לתמיכתם של שישה ציוד תהליך חזיתי מרכזי אחר, וחשיבותו חשובה לא פחות ממכונת הליטוגרפיה.

שנית, הדבר הדחוף ביותר בסין הוא ליצור מכונת ליטוגרפיה?

למעשה, לסין לא חסרות מכונות ליתוגרפיה. מה שחסר הם ששת הסוגים האחרים של ציוד תהליך הנשלט על ידי יצרנים אמריקאים (תצהיר, תחריט, השתלת יון, ניקוי, חמצון ובדיקה).

מכונות ליטוגרפיה מחולקות בערך לשתי קטגוריות:

1, מכונת ליתוגרפיה אולטרה סגולה עמוקה DUV: יכול להכין 0.13um כדי 7nm שבבים;

2. מכונת ליתוגרפיה אולטרה סגולה קיצונית EUV: מתאימה לשבבים מתחת ל-7 ננו מ' עד 3 ננום.

תחת המצב הנוכחי, מכונות ליתוגרפיה DUV אינם מוגבלים לסין, והם עדיין מסופקים בדרך כלל, כי הספקים מגיעים בעיקר ASML באירופה ובהולנד, כמו גם ניקון ו Canon ביפן. הם אינם כפופים ישירות לאיסור האמריקאי, אך EUV אינו זמין כעת.

כפי שצוין בדו"ח הקודם, אנו מאמינים כי המוליכים למחצה של סין יעברו ממחזור חיצוני מלא לארכיטקטורת מחזור כפול של מחזור חיצוני + מחזור פנימי. בהתבסס על המציאות כי מוליכים למחצה הם חטיבה גלובלית של עבודה, המחזור החיצוני פירושו איחוד ספקי ציוד שאינם אמריקאים. זו עדיין בחירה מרכזית ומציאותית. פריסת הציוד החזיתי הנוכחית היא:

1. מכונת ליטוגרפיה: מונופול על ידי ASML האירופי ניקון של יפן קנון;

2. ציוד תחריט, תצהיר, השתלת יון, ניקוי, חמצון ובדיקה: ארצות הברית ויפן משתלטות על ציוד הבדיקה, וציוד הבדיקה מונופול עמוק על ידי KLA שבסיסה בארה"ב.

לכן, על רקע הרחבת ייצור המוליכים למחצה בסין, העדיפות העליונה של המחזור הכפול הפנימי והחיצוני היא להסתמך על ייצור מקומי בשילוב עם אירופה ויפן כדי להחליף את הציוד הלא ליתוגרפי הנשלט על ידי ארצות הברית. לכן, בניגוד לרוב האנשים מבינים, אין מחסור בייצור מוליכים למחצה סיניים. הדפס אבן.

שלוש, "מחקר עצמי" יכול לפתור את פער השבבים?

למעשה, רוב ה"פיתוח העצמי" הנוכחי לא רק שלא יכול לפתור את פער השבבים הנוכחי, אלא גם יחריף את המחסור בשבבים.

מכיוון ששבבי "פיתוח עצמי" כביכול של חברות אינטרנט/יצרניות רכב/יצרניות סלולר גדולות הם למעשה רק העיצוב של השבב, צעד בתהליך ייצור השבבים, וייצור השבבים הקריטי ביותר הוא ההבדל בין מוצרי השבבים שחסרים לנו. עכשיו העולם הוא קצר של ליבות. מה שחסר הוא לא תכנון שבבים, אלא ייצור שבבי הליבה החשוב ביותר.

כעת השבבים המפותחים של האומה יגדילו את ההזמנות של Fabs, וימשיכו להגדיל את הפער בין ההיצע לביקוש לקיבולת יציקה של שבבים. לכן, בעתיד, פער השבבים יכול להיפתר רק על ידי מפעלי ייצור Fab (SMIC, Huahong), מפעלי IDM (סין משאבים מיקרו, Changcun, Changxin), ולא "מחקר עצמי" (עיצוב שבב).

באופן יחסי, סף תכנון השבבים נמוך יחסית, עם סטארט-אפ מהיר ותוצאות מהירות. המודל העסקי דומה לפיתוח תוכנה. סין כבר הובילה את העולם בתחומים רבים של עיצוב שבבים. קחו לדוגמה את Huawei HiSilicon, לפני יציקת השבבים המוגבלת , חוזקות עיצוב השבבים השונות של HiSilicon הן כבר בין שתי הראשונות בעולם.

אז מה שצריך תמיכה עכשיו הוא התחום של ייצור שבבים, לא עיצוב שבבים (פיתוח עצמי). ללא התמיכה של בית יציקה מדהים מוצק, fabless הוא רק חזיון תעתועים בשמיים.

ארבע. נכון לעכשיו, לסין חסרים רק שבבים יוקרתיים?

למעשה, מה שחסר לסין הוא טכנולוגיה בוגרת יותר. 8 אינץ' הוא הדוק יותר 12 אינץ', ו 12 אינץ' 90/55nm הוא הדוק יותר מ 7/5nm.

אומנות בוגרת /מתקדמת חשובה מאוד וחיונית. מלבד AP ו DRAM בטלפון נייד, רוב השבבים האחרים הם אומנות בוגרת. השבבים הדרושים לחשמליות, במיוחד שבבי מוליכים למחצה חשמליים / שבבי MCU, הם בוגרים 12 אינץ 'או 8 אינץ '.

עבור סין, אין רק פער עצום בין 7/5/3nm ו TSMC בתהליך המתקדם, אבל הפער הגדול יותר בא לידי ביטוי ביכולת הייצור של תהליכים בוגרים. בהתבסס על קיבולת הייצור המקבילה של 8 אינץ', כושר הייצור של SMIC הוא רק 10% עד 15% של TSMC. הפער עדיין עצום ואינו יכול לענות כלל על הביקוש המקומי.

במיוחד חברות מקומיות הרשומות בתכנון שבבים, רובן נמצאות בצמתי תהליך בוגרים, אך אין יכולת יציקה בוגרת תואמת מקומית והתאמה;

CIS/PMIC/Driver של וויר, ה-NOR וה-MCU החדשניים של ז'אואי, זיהוי טביעות האצבע של גודיקס, ה-IC האנלוגי של שנגבאנג ותדר הרדיו של Zhuoshengwei נמצאים כולם בטכנולוגיה בוגרת בגודל 12 אינץ' (90 ~ 45nm). ) במקום מה שנקרא תהליך מתקדם 14/10/7/5nm. חשוב מכך, החשמליות והמהפךים הפוטו-וולטאיים/MCU/שבבי הספק שנמצאים כיום במקום המבוקש ביותר הושלמו כולם על כושר ייצור בוגר של 8 אינץ'. זהו גם המגזר הנדיר ביותר כיום, והמחסור עולה על מה שמכונה שבבים "מתקדמים".

לכן, העדיפות הנוכחית היא לא 7/5/3nm, אבל לעשות תהליך בוגר הראשון.

5. סין רוצה לבנות מערכת תעשיית מוליכים למחצה משלה באופן עצמאי?

למעשה, מוליכים למחצה הם תעשייה גלובלית עמוקה, ואף מדינה לא יכולה להשיג "לוקליזציה" מלאה.

הפריסה הכללית הנוכחית של מוליכים למחצה היא:

ציוד מוליכים למחצה: ארצות הברית כעמוד התווך, אירופה ויפן כתוספת;

חומרים מוליכים למחצה: יפן היא החומר העיקרי, וארצות הברית ואירופה מתווספים;

שבב יציקה: בעיקר מחוז טייוואן של סין, בתוספת דרום קוריאה;

שבב זיכרון: דרום קוריאה היא עמוד התווך, ארה"ב ויפן הן תוספת;

עיצוב שבב: ארצות הברית היא עמוד התווך, והיבשת הסינית היא תוספת;

אריזות שבבים ובדיקות: מחוז טייוואן של סין הוא העיקרי, וסין היבשתית היא תוספת;

EDA/אי־פי: בעיקר מארצות הברית, בתוספת אירופה.

לכן, אנו יכולים לראות שאף מדינה בעולם לא יכולה לכסות את כל שרשרת תעשיית המוליכים למחצה, ולכן שיתוף הפעולה הגלובלי הוא עדיין המיינסטרים של התעשייה.

עם זאת, בשל החיכוך הטכנולוגי בין סין לארצות הברית, יש צורך שסין תבצע מחזור כפול. אני כלומר, מהמחזור החיצוני הקודם כמו הראשי ואת זרימת הדם הפנימית כמו עזר, את זרימת הדם החיצונית הנוכחית כמו עזר ואת זרימת הדם הפנימית כמו הראשי.

לכן, לנוכח המגבלות של ארצות הברית על סין, המשימה הדחופה ביותר היא להחליף את האזורים החזקים של ארצות הברית, ולעשות כמיטב יכולתנו להמשיך את המחזור החיצוני מחוץ לארצות הברית (אירופה, יפן וכו ').

טכנולוגיית הליבה הנשלטת כיום על ידי ארצות הברית מרוכזת בציוד מוליכים למחצה (PVD, בדיקה, CVD, מכונת תחריט, מכונת ניקוי, השתלת יון, חמצון, epitaxy, חישול) מלבד ליטוגרפיה, והשני הוא תוכנת פיתוח EDA.

תזכורת לסיכון: הסיכון להגברת חיכוך הסחר בין סין לארה"ב והתעצמות גיאופוליטית; הסיכון להחלפה ביתית נמוך מהצפוי; הסיכון של ביקוש מוליכים למחצה במורד הזרם להיות פחות מהצפוי.