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美国IBM公司宣布,2027年第一季度,将推出7埃也就是0.7纳米堆叠技术的早期研发工艺设计套件。这意味着今年上半年发布的全球首款0.7纳米芯片技术,正式从实验室演示迈入产业预研阶段,全球半导体行业一只脚已经踏进了埃米级时代。

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先别急着喊“狼来了”

在台积电和三星还在2nm节点上你追我赶的时候,IBM直接一脚踹开了埃米时代的大门。但先别急着喊“狼来了”。IBM自己说得很清楚,这套技术现在还躺在实验室里,量产时间表定在2031年前后。五年,足够发生很多事情。

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传统的芯片进步靠的是把晶体管越做越小。从7nm到5nm到3nm到2nm,数字越来越小,工艺越来越难。但这条路快走到头了。imec最新的路线图说得很直白:到2030年的A10节点,晶体管的横向微缩就基本停滞了,栅极接触间距卡在42纳米不再往下走。所以IBM换了个打法,不再纠结于怎么把晶体管刻得更小,而是把两个完整的晶体管上下摞在一起,用一个叫纳米堆叠的三维架构来实现密度翻倍。这跟传统的光刻蚀刻完全是两码事,它用的是一种叫顺序集成的新方法,两块晶圆分别造好了再键合到一起。说白了,既然平面上摆不下了,那就往天上盖楼。

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这就引出了一个问题:当赛道从光刻精度转向三维堆叠,我们还有机会吗?答案是,机会不但有,而且中国已经在好几条路上同时铺开了。先看最硬的那块骨头,EUV光源。今年10月的工博会上,朗道燧岩公开展示了一台国产EUV光源系统样机,国产化率达到90%,核心零部件绝大多数是自主研发的。EUV光源是高端光刻机的心脏,长期以来被海外垄断。

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值得关注的是换道这条线。今年1月,全国首条二维半导体工程化示范工艺线在上海浦东点亮,全球首款基于二维半导体材料的32位微处理器无极背后的技术,正式从实验室走向了生产线。7月份,8英寸工艺线全线贯通,从材料制备到芯片集成的完整工程化链条搭起来了。原集微科技创始人包文中给出了一个时间表:2027年等效硅基28nm,2028年做到5nm甚至3nm,2030年力争和国际先进制程同步。

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西方在硅基路线上领先,可能要五年后才会把重心转到二维半导体上来,我们完全可以提前布局。这句话的潜台词很清楚:换一条赛道,之前欠的功课就不用从头补了。再看华为这边。今年5月,华为半导体业务总裁何庭波发布了韬定律,这是中国企业在全球半导体领域第一次提出引领产业发展的新原则,并且已经在麒麟9050系列上落地了,晶体管密度提升了53.5%。过去六年,华为基于这条路子已经量产了381款芯片。把这几件事串起来看,脉络就很清楚了。

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IBM的0.7nm、imec的CFET路线图、华为的韬定律、中国的二维半导体工艺线,它们指向的是同一个趋势:芯片竞争的胜负手,正在从单一的光刻精度,转向三维堆叠、材料创新、架构重构这些多元维度。谁能在这些新维度上率先跑通,谁就能在下一轮竞争中占据有利位置。