2nm团战全面展开：台积电领先，欧洲发力

前言:

5nm刚实现量产,3nm还未投产,2nm的角逐却已经进入白热化阶段,各方面都在积极筹备当中,围绕着晶圆厂台积电,各大半导体设备供应商、材料工艺服务商、EDA工具厂商,以及主要客户,都开始将越来越多的精力向2nm转移。

作者|方文

晶圆厂:台积电领先,欧洲发力

目前来看,在3nm和2nm制程方面,台积电相对于三星的领先优势很明显。

2019年,台积电率先开始了2nm制程技术的研发工作。相应的技术开发的中心和芯片生产工厂主要设在台湾地区的新竹,同时还规划了4个超大型晶圆厂,主要用于2nm及更先进制程的研发和生产。

按照规划,台积电有望在2023年中期进入2nm工艺试生产阶段,并于一年后开始批量生产。

2020年9月,台积电2nm工艺取得重大突破,研发进度超前,业界看好其2023年下半年风险试产良率就可以达到90%。

3月9日,欧盟委员会提出数字化转型最新目标:到2030年,欧洲先进和可持续半导体的生产总值至少占全球生产总值的20%,生产能力冲刺2nm,能效达到今天的10倍。

经过中美科技战,欧洲更加意识到科技独立自主的重要性,决心搞自己的半导体产业联盟,建立自己的2nm晶圆厂。

但是从欧洲视角来看,台积电属于中国,受美国管制,却跟自己没多大关系。最该担心的其实应该是欧盟。所以,欧洲下定决心,必须建立自己的先进的2nm晶圆厂。

今年2月,欧洲议会批复了《复苏和恢复基金》(RRF),该基金将提供6725亿欧元(5．2万亿人民币)的赠款和贷款,持续三年,面向欧盟各国政府提供最高13%的预融资。

签署联合声明的成员国达成的协议是,拨出至少20%的RRF资金支持数字化转型,未来2到3年,这笔资金将达到1450亿欧元(折合约1．1万亿人民币)。

设备:光刻机也必须与制程赛跑

对于2nm和更先进制程工艺来说,EUV光刻机的重要性越来越高,但是EUV设备的产量依然是一大难题,而且其能耗也很高。

到2022年,当3nm大规模生产、2nm准备试产,需要的新EUV光刻机数量预计为57台。

2023年,当3nm生产规模扩大、2nm开始风险生产时,所需新EUV光刻机数达到58台。

到2024年,启动2nm的大规模生产,2025年生产规模扩大,到时所需新EUV光刻机数预计为62台。

前不久,中国中科院的研究人员宣布,已经突破了设计2nm芯片的瓶颈,成功地掌握了设计2nm芯片的技术。

然而我国尚不具备5nm芯片的光刻机,更不用说2nm的光刻机了,即使我国中科技具备了2纳米芯片的研发技术,依旧无法在实践中大量推广。　　

去年的芯片禁令让很多人意识到高端芯片的生产离不开尖端EUV光刻机,但在全世界范围内,这一关键设备确仅有ASML一家公司可以生产,处于绝对垄断地位。

但是,按照目前的发展趋势,5nm制程工艺似乎已经不满足后续市场的需求,众多晶圆代工厂已经开始布局更高制程工艺的研究。

为此,ASML不得不调整策略,开始研发全新的下一代EUV光刻技术。