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7nm芯片已成功!他进一步破局5nm、3nm芯片

7nm芯片已成功!他进一步破局5nm、3nm芯片

7月前

来源:无想隐者 作者:Harry Wu


为什么就连美国也无法确定华为麒麟9010、9000s芯片到底是谁做的?

2023年9月,位于加拿大渥太华的半导体行业研究和情报分析机构TechInsights拆解了一台Mate60 Pro,逆向工程了其中的华为麒麟9000s芯片,得出一个惊人结论:这颗SoC芯片是一颗由中芯国际通过Finfet N+2双重曝光技术为华为代工生产的7nm芯片,这一高端制造工艺来自于1年前中芯国际为比特币挖矿机企业MinerVa制造的Finfet N+1 7nm芯片的技术升级。

(图片说明:Techsights通过逆向拆解研究出了麒麟9000s可能使用的是中芯国际N+2技术)
但真的是这样的吗?真相也许还不宜现在就被揭晓,但中芯国际这家公司绝对是中国高端芯片破局的一个关键。
因为中芯内部有一位“绝世高手”,联席CEO、来自中国台湾的梁孟松,他或是中国进一步破局5nm、3nm芯片制造的核心人物,甚至在麒麟9000s芯片发布后,台湾地区中国文化大学教授郭正亮特意提醒:请梁孟松注意人身安全!
(图片说明:中国文化大学教授郭正亮在台湾某节目上提醒梁孟松注意安全)
一时间,梁孟松成为了华为之外,关于中国芯片反围剿战役中,我们最关心的人。
台湾半导体崛起靠的是这批大陆人
说中芯国际的梁孟松之前,我们不得不了解一下中国台湾最引以为豪的半导体产业,因为老梁就来自那里。
台湾半导体产业的崛起完全靠着一批来自中国大陆的社会精英们。
70年代的中国台湾开始探索到底发展什么产业,可以替代无法长期维系的劳动力密集产业,比如代工玩具鞋服等。权力中心的智库专家们给出了一个答案,学习韩国发展半导体产业。
(图片说明:韩国军事强人、前总统朴正熙)
60年代起,大韩第三共和国在军事强人朴正熙的领导下走上了崛起之路,朴家通过拉拢三星、现代等大型财阀势力,借助与日本妥协换来的资金与制造业技术,运用韩国赌命式策略,疯狂押注半导体产业。特别是日本当时最强的DRAM存储芯片领域。
韩国的DRAM芯片乘着美国打压日本芯片的机会,取代了日本和美国的产品,成为全球存储芯片之王。
(图片说明:存储芯片领域各国市占率变化,绿色韩国,红色日本,蓝色美国)
而那时,中国台湾的半导体产业发展大幅落后于韩国,但70年代开始,主管经济的官员、山东蓬莱人孙运璿带队前往韩国学习考察,模仿韩国国家科技研究院,在中国台湾设立了工业技术研究院。
曾在甘肃、青海当过电厂厂长的孙运璿曾经也被派遣到美国田纳西河流域管理局工作3年,也算是中国早期的留洋派技术官僚,他积极地与在美国半导体巨头RCA工作的苏州人潘文渊联络,获取产业信息。
(图片说明:曾掌舵台湾地区经济的孙运璿
潘文渊当时已是美国RCA公司研发部门的主管,积极拉动RCA与台湾地区的生意,之后在他引荐下,一批中国台湾的有为青年工程师被输送到美国,学习RCA的半导体制造技术,所以潘文渊对台湾半导体产业的意义绝对不逊色于日后张创立台积电的张忠谋,甚至中国台湾地区鼓励科技产业的最高奖项就以潘文渊的名字命名。
(图片说明:推动台湾地区半导体产业发展的潘文渊
日后那些被潘文渊送去美国RCA学习的台湾青年工程师回到台湾省,分批创立了多家台湾半导体公司,撑起了台湾半导体的半边天,其中最著名的当属如今仅次于台积电、三星的全球第三大晶圆厂联华电子。
(图片说明:被送去美国RCA学习的台湾省青年工程师们)
80年代,南京人李国鼎掌舵经济、科技策略,他积极邀请大量海外华人学者、科技业高管回到台湾地区,参与到半导体芯片行业的建设中,这为中国台湾半导体产业的腾飞打下基础。
但台湾发展半导体产业最重大的转机却是因为李国鼎三顾茅庐邀请在美国半导体业的绝对大佬张忠谋出山的轶事。
(图片说明:李国鼎与张忠谋)
当时张忠谋这个浙江宁波人已坐上全球顶尖半导体公司德州仪器副总裁、三号人物的宝座,但无奈在与新上任的总裁之间产生了业务发展的矛盾,最终,张忠谋没有在德州仪器公司的权力游戏中获胜,以不满被安排远离核心业务的虚职为由,他离开了德仪。
日后转战了2家美国半导体材料与投资公司,并未取得什么成绩后,他选择接受李国鼎的邀请回到中国台湾,担任工研院的院长,起初他的工作只是帮助工研院梳理业务,整顿与优化工作流程。
80年代,美国RCA访学项目培育的台湾半导体人才居然通过建立联华电子厂,把自己的老师RCA给“卷死了”。学成后的台湾地区半导体公司的生产良率与销量都远超RCA,RCA这家美国半导体鼻祖公司最终未能与德州仪器、IBM以及英特尔一起,留名青史。
当时联华电子的生意很好,比如西方圣诞节期间售卖的会放音乐的电子玩具里,就用了联电的半导体芯片,当时联电的海外订单接都接不过来,赚钱赚到手软。
李国鼎当时也知道联电太忙,但正好手里有三家他请回台湾地区的半导体设计公司,急需在台湾找到合适半导体代工厂,帮他们代工芯片,因此,李国鼎就找到了工研院院长张忠谋,问其能否帮忙组建团队代工这三家设计公司的芯片。
就是这么巧,联电没时间代工的单子,最后被张忠谋的工研院拿下了。日后,张忠谋主导了工研院新的晶圆代工厂业务,并组建新公司。由官方出大头的资金,荷兰飞利浦集团作为最大外资,并联合台塑等中国台湾民营企业,共同成立了台积电,在张忠谋的智慧下,台积电大胆地颠覆了半导体公司的模式。
(图片说明:在工研院内成立的台积电第一座晶圆厂)
当时,无论是美国英特尔、德州仪器、IBM、还是日本的东芝、NEC,都既负责设计半导体,又拥有晶圆厂、制造自家的半导体,这一模式被称为IDM垂直整合制造模式。
张忠谋在美国最后一份工作,负责半导体投资时,有人就打电话给他,要融资5000万美元做一家IDM半导体公司,但许久后,这人突然失联了,于是张忠谋打电话问他为什么不再联系,难道不需要融资了吗?
这个人回复张忠谋:他放弃了IDM的既要设计芯片,还要建厂制造芯片的计划,仅用已有的500万美元,他就能专心搞芯片设计业务了。
这件事让张忠谋恍然大悟!日后他在台湾地区大力推行将IDM业务拆分,中国台湾则利用好制造业优势,全力押注半导体芯片制造、晶圆代工,不参与IC芯片设计,这就是台积电的业务模式。
虽然早期台积电并不被人看好,甚至美国、日本没有几家半导体公司愿意把订单交给台积电,这也导致最早几年台积电的主要业务仅依靠股东飞利浦的半导体订单,因此公司亏损了一段时间。
但80-90年代,美日芯片大战,日本芯片价格十分低廉,美国因劳动力成本问题难以与日本匹敌,最终,大量美国芯片制造订单不得不转给台积电这类海外晶圆厂。
因此,慢慢地台积电半导体代工业务开始有了商业化空间,但台积电要想成为芯片代工之王还有很长的路要走,首当其冲的就是技术。
(图片说明:蒋尚义带领的台积电研发六骑士)
这张在圆山饭店门口拍摄的照片上的六人,正代表着台积电技术的崛起。分别是林本坚、杨光磊、蒋尚义、孙元成、余振华,以及本文的主角梁孟松。
不过拍这张照片的时候,这位师从美国加州大学伯克利分校的半导体领域泰斗、北京人胡正明(后曾成为台积电首席技术官)的电机博士梁孟松已距离自己命运的转折点不远了。
台积电的研发六骑士中,第一位左右台积电命运的就是林本坚,他发明的浸润式光刻法,不仅迅速让台积电半导体制造水平与其他厂商拉开差距,还助力了一家传奇公司的崛起,它就是ASML阿斯麦尔。
(图片说明:目前在台湾清华大学培养芯片人才的林本坚
这家公司的前身是飞利浦集团极为边缘的光刻机业务,上世纪竞争力长期低于日本的尼康、佳能,甚至也比不过美国公司,在获得荷兰另一家名为阿斯麦ASM公司的投资后,飞利浦将光刻团队改名为ASML阿斯麦尔。
在早期的干式光刻法时代,阿斯麦尔可以说毫无竞争力,但由于飞利浦是台积电股东,台积电不得不大量采购不怎么好用的阿斯麦尔光刻机。
正是晶圆厂不断贡献的产品优化意见,以及类似德国蔡司公司向ASML提供的镜头技术,以及林本坚改造发明了浸润式的光刻法,ASML的产品快速改进,甚至赶超了日本尼康、佳能两大王者。
(图片说明:光刻率市占率对比图,粉色阿斯麦尔,蓝色尼康,绿色佳能)
后来美国打压日本芯片,将尼康、佳能排除在新一代DUV技术联盟之外,ASML借助美国资本与部分美国技术,成功站上了世界光刻机之巅。
祖籍广东潮安的林本坚无疑是台积电崛起的关键人物,但台积电的崛起也不止靠技术,还靠资本游戏!
上世纪90年代,德州仪器公司华人技术大佬张汝京从美国退休回到中国台湾,创立世大半导体,仅用3年时间,就让世大跃升为台湾第三大半导体公司,仅次于台积电、联华电子。
(图片说明:相继在台湾与大陆创立世大与中芯国际的张汝京)
作为台湾地区最早的半导体大哥大,联华电子曾一度听命于还身兼工研院院长的张忠谋,当时张忠谋兼任了联电董事长一职,但因为发展路线的矛盾,联电高层与张忠谋闹掰了,公司免去张忠谋联华电子董事长职位,之后,张忠谋决定潜心经营台积电,并成功地在90年代开始赶超联电。
张忠谋的目标无疑是复仇联华电子高层当年把自己踢出董事会的所作所为,但当时联电疯狂兼并旗下的晶圆代工厂,希望借此资本运作保住台湾第一晶圆厂的地位。
但2000年,台积电突然发动王者抢夺战,张忠谋大手一挥,巨资收购了张汝京创立的世大半导体以及宏碁集团旗下的半导体业务,这就让台积电迅速壮大,成为台湾第一芯片巨头。
张汝京此人非常重要,他也将在日后影响中国大陆的半导体产业。张忠谋曾想收编同样服务过德州仪器的张汝京,但张汝京却拒绝了他。
张汝京名字里的京字就代表着自己的故乡与出生地——南京,但是他已经到了知天命的年纪,他想回到大陆,为祖国的芯片产业付出自己的力量。
虽然不舍,但从小也是见证过日本侵华、并曾在战时的重庆南开中学受到爱国主义教育的宁波人张忠谋还是点头同意了,他让南京人张汝京带着一众台湾工程师回到内地,创办了代表中国芯片制造最高工艺水平的中芯国际。
(图片说明:学生时代的张忠谋)
但好景不长,中芯的发展注定会影响到台积电,几年后台积电起诉中芯国际侵犯芯片制造技术知识产权,将专利大锤砸向中芯国际与张汝京。
最终在2009年11月10日,张汝京宣布辞职,被迫退出中芯,离开自己亲手打造的中芯后,张汝京没有回到台湾,而是继续在大陆辗转了多家芯片企业,最终落脚上海积塔半导体,主攻新能源汽车广泛应用的第三代半导体研发。
站在2009年的时间点上,也许很多人认为,张汝京的离开会导致中芯国际的一蹶不振,但事实上,在沉寂了几年后,中芯国际因一个人的到来而重燃了芯的希望。
他就是梁孟松。

大陆芯片的突围离不开这些台湾人
梁孟松曾是台积电90年代新一代半导体技术研发的重要角色,但在内部,却始终都被压着,无法坐到与林本坚研发处长、蒋尚义资深研发副总裁的同级别位置上。
2009年,梁孟松无奈地选择离开台积电,先是在韩国大学里教授半导体课程避一避风头,然后转投了台积电头号强敌韩国三星,并带走了20多位技术骨干(后加入中芯时更带走他的得力助手、台积电研发骨干周梅生)。
(图片说明:很少出现在镜头里的梁孟松,曾被台积电老同事杨光磊比喻为半导体制造领域的绝世高手西毒欧阳锋)
让台积电感到不爽的是,当时三星准备借助梁孟松的能力,从28nm冲击到20nm的芯片制程,结果梁选择放弃20nm节点,直接攻克14nm,最终,梁孟松帮助三星领先台积电半年时间,实现了14nm工艺。
因此,包括苹果在内的不少芯片转向寻求三星的代工,台积电大量高端芯片业务突然被梁孟松带领的三星抢走了,导致台积电股价持续暴跌。
于是台积电再次将梁孟松告上法庭,法官宣判梁败诉,不得继续为三星服务。
不过沉默了2年后,梁孟松突然选择复出。
2017年10月,中芯国际官宣,台积电技术六君子之一的梁孟松出任CEO、执行董事,一个月内中芯国际在美上市的股价大幅上涨2成。
之后,中芯国际开启了最快的发展阶段。
在梁孟松的领导下,中芯国际突破了28nm关键技术,快速缩短与顶尖晶圆厂的技术差距,1年后,他再次提出28nm的下一个节点不是22nm或20nm,中芯国际直接挑战14nm。
果然,仅用了298天,中芯14nm芯片良率从3%提升至了95%以上,完成了台积电、三星等巨头眼中不可能完成的任务。
2019年,台积电六君子中的另一位技术大佬杨光磊开始担任中芯国际独立董事,同年公司14nm芯片量产,此时,我们与台湾地区、韩国,在技术上已几乎缩减到了历史最小差距。中芯国际也成为台积电、三星、英特尔、联电与格芯之外,全球第六家掌握14nm工艺的晶圆厂。
(图片说明:中芯国际原希望借蒋尚义关系购买更高端光刻机,蒋还曾加入中国最大芯片骗局企业武汉弘芯)
但此时,中芯国际若想要技术进一步突破必须依靠阿斯麦公司的EUV极紫外光刻机了。因此,2020年12月15日,前中芯国际独立董事蒋尚义被任命为中芯国际董事会副董事长,目的就是希望蒋能通过自己的关系帮中芯国际买到EUV光刻机。
而此时,美国的封锁计划已经瞄准了中芯国际,光靠蒋尚义与阿斯麦尔的关系,也无法让中芯国际买到最高端的EUV光刻机。
考虑到蒋曾是梁孟松的上司,且梁孟松与老东家台积电有过节,因此,蒋尚义的上任的的确确影响了梁孟松,他有意要离开中芯。
(图片说明:梁孟松)
但当时美国对华半导体政策趋向鹰派,商务部封杀华为之后,下一个封杀的是不是中芯国际?这个问题大部分业内专家都是有过分析的,答案几乎是肯定的。
梁孟松是中芯国际破局高端芯片的希望,他是绝对不能离开中芯国际的。因此,中芯国际用大幅加薪等手段成功挽留了梁孟松。
不出所料,随之而来的就是美国砸下科技霸权之锤,华为、中芯国际等中国芯片的希望被美国列入实体清单,美国技术禁止提供给中芯国际,限制美国盟友荷兰斯麦尔光刻机与日本光刻胶等产品卖给中国企业,执行严格出口审核。
美国目标明确,将中国半导体芯片琐死在14nm之外,无法进入高端芯片制造领域,这样华为就没有了麒麟芯片,因为台积电在美国政策下无法为华为提供代工,中芯国际既没美国的技术与服务,也用不上美国盟友掌控的高端的光刻机、光刻胶等等产品,中国就造不出自己的高端芯片了,华为、中芯国际2家中国半导体的领军企业也将被彻底打倒!
但让美国没想到中芯国际营收、利润在之后几年不降反增。
(图片说明:中芯国际联席CEO赵海军,主导成熟制程业务的发展)
不让中芯国际发展,中国的高端人才就不会想办法了吗?中芯的另一位联席CEO赵海军支持28nm以上成熟制程芯片的业务扩张,而梁孟松作为联席CEO,带领团队破局高端芯片的制造,中芯国际登陆科创板上市,并在Finfet n+1 n+2技术上努力突破!
14nm之后,在没有EUV光刻机的情况下,梁孟松带领团队攻坚下,中芯国际利用DUV深紫外光刻机成功突破了7nm制造工艺,并且已为比特机矿机提供了量产的7nm芯片。
至此,中国芯片军团除了华为之外的中芯,也成功突破了美国的芯片围剿。
也许很多人会质疑:中国台湾来的梁孟松是为了钱,根本不是什么民族大义。
这就大错特错了!梁孟松将他在中芯国际的全部收入捐给了教育基金会,就连美团创始人王兴听闻此事后,都主动发文给梁孟松点赞。
(图片说明:王兴发文点赞梁孟松)
时间回到梁孟松在中芯国际准备离职的日子里,他曾在辞呈上写道:“我来中国大陆本来就不是为了谋取高官厚禄,只是单纯的想为大陆的高端集成电路尽一份心力。
2023年8月29日,时隔一千多天后,华为终于带着搭载了麒麟9000s 5G芯片的新机Mate 60 Pro王者归来;2024年4月18日,性能优于麒麟9000s的9010再次搭载在了Pure70系列上,至此,不少人认为,中芯国际可能就是华为破局的关键伙伴之一,甚至加拿大Techinsights的逆向工程拆机也提出了相似的观点。
从山东人孙运璿、南京人李国鼎、苏州人潘文渊,到宁波人张忠谋、南京人张汝京,中国台湾半导体的崛起,离不开这些生于大陆的中国人,这是任何政治因素都不可否认的。
同时2000年之后,中国大陆半导体芯片产业的崛起也离不开创立中芯国际的张汝京,极力协助购买光刻机的蒋尚义,以及本文的主角、破局中芯国际高端芯片技术的梁孟松,这些台湾人也在帮助大陆突破美国的重重芯片围剿。

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来源:制造界

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