華為攜手中芯國際要突破 3 奈米製程大關,惟良率與產能都難達標準

作者 | 發布日期 2025 年 06 月 02 日 16:50 | 分類 IC 設計 , 中國觀察 , 半導體 line share Linkedin share follow us in feedly line share
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華為攜手中芯國際要突破 3 奈米製程大關,惟良率與產能都難達標準

韓國朝鮮日報指出,近期來自中國的消息,中國科技大廠華為(Huawei)正與中國最大的半導體代工廠中芯國際(SMIC)合作,準備推出採用 3 奈米製程技術的應用處理器(AP), 目標是在 2025 年問世。

報導表示,華為已著手研究開發採用全環繞柵極(Gate-All-Around,GAA) 技術的 3 奈米製程晶片。GAA 是一種先進的電晶體結構,能有效降低電流洩漏並提升性能,是三星和台積電等業界領先者在先進製程上採用的關鍵技術。然而,華為也正加速與其代工夥伴中芯國際進行技術開發。只是,這項計畫卻面臨顯著的挑戰。市場普遍質疑中芯國際能否成功量產 3 奈米製程晶片。原因是,中芯國際目前在已相對成熟的 7 奈米和 5 奈米製程上的良率仍低於 50% 的情況下。面對更為複雜精密的 3 奈米製程技術,將會是巨大的技術障礙與挑戰。檔名有中文不要放首圖

報導指出,這種情況與美國對華為實施的半導體出口管制直接相關。因為以國家安全考量為目的,美國政府制裁了華為,導致其無法從台積電等主要國際代工廠取得 5 奈米、3 奈米等先進製程晶片。因此,華為轉而依賴其子公司海思半導體(HiSilicon)進行設計,並主要由中芯國際等中國本土企業來進行生產。目前,華為的主力智慧型手機中,搭載的是中國製造的 7 奈米半導體。

只是,儘管面臨制裁,消息指出華為與中芯國際先前在 5 奈米半導體的開發上取得了成功,其性能推測甚至超出預期,華為也藉此推出了搭載自主研發 5 奈米晶片的個人電腦。這也代表著中國在晶片生產技術上的差距,已從過去與韓國、美國最新智慧型手機、筆記型電腦晶片的約三年差距,縮小到大約一年至兩年。

只是,生產 5 奈米及以下等級的晶片,通常需要依賴荷蘭 ASML 公司所提供的極紫外光(EUV)曝光機。目前,中國無法獲得這種先進設備。為此,中芯國際相傳是採用了透過使用深紫外光(DUV)曝光機的多次曝光,來達成 5 奈米製程的量產。市場認為,中芯國際在 3 奈米製程上也可能採取類似的方法。然而,相較於 EUV,採用 DUV 的多次曝光方式會顯著增加製程步驟,這不可避免地會導致良率和生產效率的下降。

儘管存在這些技術和設備上的劣勢,在華為與中芯國際的主要市場目前集中在中國境內,而且也顯著推動了中國本土半導體自給率的提升情況下,受惠於中國政府向使用國產半導體的企業提供補貼,並且據稱透過政府資金挹注中芯國際在良率和生產效率上的不足,使其在相當程度上,華為和中芯國際的競爭力是由政府資金所支撐的。所以,預計未來數年內,中國將繼續依賴這種模式來維持其半導體自給率。

長遠來看,中國半導體企業的關鍵挑戰在於能否自主解決缺乏 EUV 設備的問題。目前,ASML 是全球唯一能生產 EUV 設備的公司,而中國的半導體設備企業正投入大量資源,致力於自主開發 EUV 設備。有市場消息指出,華為自身也在進行自主研發的 EUV 設備研究。熟悉中國情況的韓國半導體業人士表示,華為不僅獲得中央政府和地方政府的大量投資,還與多家形同子公司的設備公司合作。這從 2025 年初 Semicon China 展會上,一家名為「SaiCarrier」的設備公司公開展示 EUV 曝光設備的情況來看,中國在技術開發速度上正在快速提升。

(首圖來源:Flickr/Web Summit CC BY 2.0)

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