另據(jù)悉,中國在2008年就已經(jīng)啟動國產(chǎn)化第五代極深紫外光刻機的研制計劃,希望在2030年實現(xiàn)目標(biāo)。該計劃瞄準(zhǔn)的是第五代極深紫外光刻機,但是荷蘭ASML公司目前已經(jīng)啟動了新版本第五代極深紫外光刻機的研制,并計劃于2022年對外供貨。新版本第五代極深紫外光刻機可實現(xiàn)2納米光刻工藝,可制造的芯片密度是舊版本的2倍以上,也就是說我國的第五代極深紫外光刻機還沒有國產(chǎn)化成功,技術(shù)就已經(jīng)落伍了。
但是,針對這一點,國內(nèi)有技術(shù)團(tuán)隊正在研發(fā)第六代雙光束超分辨光刻機,希望通過解決納米光刻分辨率需要采用短波長紫外光源的關(guān)鍵難題,取得了繞過國際原有紫外光刻技術(shù)路線的突破。
最后,從國產(chǎn)晶圓代工整體來看,根據(jù) gartner 預(yù)測, 2019 年中國大陸晶圓代工市場約 2149 億元, 中國大陸集成電路產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)將繼續(xù)由“小設(shè)計-小制造-大封測”向“大設(shè)計-中制造-中封測”轉(zhuǎn)型,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)將更趨于合理。
第三步:跨越EDA
加大EDA共性技術(shù)投資,共同打磨“鐵三角”
半導(dǎo)體行業(yè)內(nèi),除了IC設(shè)計公司和代工廠外,還有EDA軟件也是主要的參與者。最早從加州大學(xué)伯克利分校的實驗室開始起源,EDA多年來與集成電路行業(yè)共同發(fā)展,到今天已經(jīng)涵蓋了設(shè)計、制造和IP核。由于EDA為集成電路行業(yè)提供了方法學(xué),因此隨著半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展,EDA越來越大有用武之地。IC設(shè)計、代工廠和EDA軟件三者之間呈鐵三角關(guān)系,對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)非常關(guān)鍵,如果要想磨合工藝套件,就必須三家一起打磨。
中國有全球頭部的IC設(shè)計公司,中國有全球最多的代工廠,截止到2019年,中國大陸光晶圓廠,就達(dá)到86座。同時還有全球最大的半導(dǎo)體消費市場,達(dá)到了60%。這樣的一種制造和消費格局,應(yīng)該會誕生相應(yīng)的國產(chǎn)EDA公司,但實質(zhì)上中國EDA行業(yè)已經(jīng)落后得太遠(yuǎn),而當(dāng)前國內(nèi)的芯片設(shè)計公司和代工廠,給與國產(chǎn)EDA軟件的重視,甚至還不如臺積電。
過去的十年,是中國集成電路產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展的十年。與之形成鮮明對照,EDA行業(yè)幾乎顆粒無收,步履蹣跚。除了在少數(shù)領(lǐng)域有廠商在某些產(chǎn)品上做到全球前列,實現(xiàn)自主替代,絕大多數(shù)工具和技術(shù)都是依賴進(jìn)口。
目前EDA產(chǎn)業(yè)霸主依然是明導(dǎo)、鏗騰、新思這三巨頭。離開了代工廠,還有其他的代工廠可選;而離開了EDA三巨頭,幾乎沒有其他工具可選。
而在近兩年發(fā)生的“中興事件”和“華為事件”刺激下,人們更加意識到軟件斷供的危機,更直觀地感受到國產(chǎn)半導(dǎo)體卡脖子之痛——EDA是卡位最高的傷之一。
因此,想打破國產(chǎn)芯片的困境局面,IC設(shè)計、代工廠和EDA軟件這三家必須聯(lián)手,才有希望破局。
芯片設(shè)計公司的基本邏輯是,設(shè)計完成后,需要去代工廠做流片。這里面有兩個風(fēng)險,一是設(shè)計品未必能流片成功;二是成功后未必符合要求。一般而言,這是靠整個EDA流程保證的。而現(xiàn)在,由于EDA全流程都掌握在三巨頭手中,想打破僵局只能另辟蹊徑。
中國EDA破局之術(shù),最需要改變現(xiàn)狀的,恰好是中國代工廠。中國EDA工具的發(fā)展,應(yīng)該朝著“如何提高這些代工廠的產(chǎn)能,如何提高代工廠支持客戶的能力,怎么將只能在國外流片的高端芯片拿回來......”這些方向走。因此,我們需要加大對EDA共性技術(shù)投資,以消除晶圓代工廠中工藝流程中的風(fēng)險。
從投資角度來看,EDA快要算成夕陽產(chǎn)業(yè)了(在美國已經(jīng)有近20年沒有EDA軟件上市公司),因為EDA軟件的產(chǎn)值看起來太小了,可能只有IC公司的1%,代工廠產(chǎn)值的千分之一。但中國半導(dǎo)體的崛起,將給發(fā)展EDA軟件帶來新的希望。
2019年全球電子設(shè)計領(lǐng)域最具有影響力的DAC大會上,華大九天、廣立微、概倫電子、芯禾科技四家中國EDA廠商聯(lián)袂出場,向世界展示了EDA領(lǐng)域的中國力量。而在2019年底,概倫電子則收購博達(dá)微,進(jìn)一步整合優(yōu)勢資源。這都是中國力量春筍竄節(jié)的聲音。
而與此同時,隨著5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、汽車電子、區(qū)塊鏈等領(lǐng)域的興旺,提出了很多特色鮮明的、尚未被EDA工具滿足的IC設(shè)計需求,這恰是EDA工具廠商的新機會。
結(jié)語:
最近有報道稱,華為將把 14nm 自主芯片的生產(chǎn)從臺積電轉(zhuǎn)移到中芯國際。如果國產(chǎn)最強IC設(shè)計與最強晶圓代工真的實現(xiàn)雙叕聯(lián)手,必能一定程度上會促進(jìn)國產(chǎn)芯片的發(fā)展。期待未來IC設(shè)計、代工廠和EDA軟件三管齊下,國產(chǎn)芯片盡早取得跨越式突破。盡管發(fā)展的道路從來不是一帆風(fēng)順,但筆者堅信國產(chǎn)芯片崛起的決心不會動搖。