Jim博士：给某文科中专生讲5纳米芯片工艺的EUV版本和DUV版本

以前我不知道为啥华为一发布新芯片，就有人来告诉我光刻机突破了。后来我才发现，是某文科中专生大放厥词。今天Jim哥继续给大家讲解基本的芯片工艺常识。

台积电先进制程路线图

在2019年12月美国旧金山举行的国际电子器件会议（IEDM）上，台积电Geoffrey Yeap发表了演讲“5nmCMOS生产技术平台 ”，演讲对比了5纳米工艺的EUV版本和DUV版本的差异。

首先，我们看一下台积电5纳米工艺，其比7纳米工艺的晶体管密度提升了1.84倍，速度提升15%。

台积电5纳米工艺，其比7纳米工艺的晶体管密度提升了1.84倍，速度提升15%

下图比较了5纳米芯片的DUV版本和EUV版本的区别：

DUV版本使用了5个浸没式光刻掩模版，采用多重曝光方案（SAQP或LE3）完成M1或M2金属层光刻（M1或M2金属间距大约30纳米）。

而EUV光刻只需要1个EUV掩模版完成曝光光刻。

从电镜照片，我们可以清楚地看到，用1个EUV光刻掩模取代5个浸没式DUV光刻掩模 ，具有更好的图案保真度、更短的时间和更少的缺陷。

台积电5纳米工艺的DUV版本和EUV版本对比

台积电的论文中称5纳米制程 有十多个EUV层，可以看到，通过导入7纳米EUV光刻机，5纳米制程的掩模数量降低了40%，比7纳米节点的掩模数量更低。

台积电16纳米制程到5纳米制程光掩模数量的减少

所以我们小结一下：

1，2019年，台积电论文指出，对于基于FinFET构架的5纳米制程，采用EUV光刻机，可以大幅度降低掩模版数量。

2，采用浸没式光刻的DUV光刻机依然通过多重曝光可以完成5纳米FinFET工艺。

3，台积电在5纳米节点大批量导入EUV光刻，证明在5纳米节点导入EUV光刻已经具有显著的量产效益；它标志着EUV光刻机作为新一代生产力工具的成熟，是一个新的时代的开始。

所以，采用浸没式光刻的多重曝光方案完成5纳米制程 ，既不是创新，也不是独一无二，更不是遥遥领先。

新一代生产力工具应用的早期，往往存在成本和效益的考虑，但是随着半导体工艺精度的继续推进，它的爆发式的颠覆性是无法阻挡的。

这是一个超越了某文科中专生的理解范畴的哲学问题。

我们下期见！

蔚来自研的5纳米芯片，真的是最重要的那颗吗？

前几天蔚来汽车举行的“NIO IN 2024蔚来创新科技日”上，他们正式发布了神玑NX9031的流片，这是蔚来自研的全球首颗5nm智能驾驶芯片，在我国芯片屡屡被“卡脖子”的当下，这颗芯片的发布确实具有十分重要的意义。

从工艺级别来说，蔚来这颗神玑NX9031芯片，在车规级别中称得上是先进的水平，相比华为那颗摆脱封锁的华为麒麟9000s芯片采用的7纳米工艺，确实高了一个级别。这款芯片拥有超过500亿颗晶体管，支持32核CPU，通过自研的推理加速单元NPU，灵活高效地运行各类AI算法。虽然手机终端设备的采用的芯片与车规级的芯片有很大的不同，但对于目前尚未盈利的蔚来汽车来说，确实是不容易。

不过，蔚来这颗取得突破的芯片，目前仅限于智驾领域，目前主打智能化的新能源汽车所采用的芯片其实种类非常多，目前很多车企的智能座舱依旧大量采用高通芯片，与动力相关的电控系统也少不了国外企业的身影，“卡脖子”的风险依旧存在。因此，很多车企开始走上自研芯片的道路，在特定的领域为自己留一条后路。

以比亚迪为例，他们很早就走上了自研芯片的道路。2004年，比亚迪微电子公司就已经成立，从功率半导体，到智能控制MCU，再到智能传感器及光电半导体，该公司都能研发生产，并且在IGBT领域掌握核心技术。

没有智驾芯片，大不了智驾系统发展慢一点，没有先进的智能座舱芯片，大不了车机系统反应慢一点，但没有电控系统没有IGBT芯片，新能源汽车根本就跑不起来。由此看来，比亚迪所掌握的芯片领域，就好比传统燃油车领域掌握的发动机、变速箱等核心技术，非常符合比亚迪自身发展需求。

当然在智驾领域，比亚迪也开始有所行动。就在今年4月，有媒体报道称已经上马自研智驾芯片的相关项目，甚至从德州仪器那边“挖了”一批工程师过来，最终做出来的技术未必是最先进，但从“覆盖10-20万元主流车型”的定位来看，肯定更注重性价比。

此外，吉利集团自研的龙鹰一号芯片，也是国产车规芯片的代表作。它是“国内首颗7nm车规级芯片”，主要用于智能座舱领域，虽然某些指标方面还未能超越高通骁龙8155，但通过两颗龙鹰一号同时使用的方式，可实现16TOPS的AI算力，该解决方案于2023年就已经装车在领克08上使用。

同样在智驾芯片的领域，吉利旗下的芯擎科技在2024年春季发布了新一代智驾芯片AD1000，同样是7nm制程，单颗AD1000的算力足以支持具备城市NOA功能的L2级辅助驾驶。通过多颗芯片的组合，未来甚至能满足L3、L4级的自动驾驶。

从车规级芯片的角度来说，车机系统往往不需要做得像手机那么小，芯片大小或多少其实不需要太在意，对严苛环境的适用性和可靠性才是最需要重点关注的指标，这种多芯片组合的方式以目前的技术水平来说，确实是实际可行的办法。

其实，目前正在研发或已经造出车规级芯片的车企已经非常多，包括零跑汽车与大华科技合作研发的凌芯01车规级AI智能驾驶芯片，上汽通用五菱与芯旺微联合定制的车载MCU芯片，小鹏汽车研发中的“舱驾一体”芯片，理想汽车项目代号为“舒马赫”的自研芯片等等，呈现出百花齐放的局面。

汽车网评： 以往很多自主品牌都有“造不如买”的想法，但世界局势的变化让他们产生危机意识，“卡脖子”的事情说来就来，在汽车产业链的某些环节，哪怕不能做到最好，但至少自己要有相应的替代品，以及自己的解决办法，最终才不会受制于人。经济全球化本来就是机遇与风险并存，只有自身技术过硬，才能在市场中获得主导权，即使面对具有针对性的打击，也可以尽可能将损害化解到最小的程度。

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