過去一年中一個關(guān)于半導(dǎo)體制造新工藝的是去年12月1日，《解放軍報》報道了中科院光電所可加工22nm芯片的“‘超分辨光刻裝備項目’通過國家驗收”。

此次自主光刻設(shè)備由于采用了表面等離子體技術(shù)，使得光源的波長與線寬之比大大提高。由激光直寫、激光干涉等技術(shù)的2-4：1提升至現(xiàn)有的17：1。這意味著用該自主光刻設(shè)備生產(chǎn)半導(dǎo)體的光源成本將大大降低，同時還將繞過西方發(fā)達國家在半導(dǎo)體領(lǐng)域經(jīng)營數(shù)十年的專利壁壘，并且新技術(shù)還有較大的潛力可以挖掘。

該光刻設(shè)備的面世，填補了相關(guān)技術(shù)的空白，取得了一定的應(yīng)用，達到了相當?shù)乃?。同時也應(yīng)該看到，目前這種工藝存在技術(shù)應(yīng)用還不太成熟，還無法加工像主流PC電腦CPU和顯卡一樣的復(fù)雜部件。

該項目的副總設(shè)計師胡松在接受央視13頻道的《午夜新聞欄目》采訪時說到該設(shè)備可以加工十毫米乘十毫米范圍的芯片。這已經(jīng)包括了幾乎所有手機SoC（例如麒麟970、蘋果A11芯片）能達到的大小。已經(jīng)是非常不錯的結(jié)果，不過顯然還有進步的空間。

（該項目副總設(shè)計師披露的設(shè)備性能情況）

總之，利用新材料、新工藝往往能夠得到某些突出的優(yōu)勢，但同時也存在著各種各樣的局限。

新形勢下非傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料和工藝逆襲的難度越來越大

除了新材料和新工藝存在的局限之外，目前圍繞現(xiàn)有工藝構(gòu)筑的成熟生態(tài)也限制了新材料、新工藝逆襲的可能性。

試想一下，如果如果武漢光電國家研究中心此次研究得是真的可以用于制造高端通用芯片的新工藝光刻機。就真的能很快生產(chǎn)出這樣的芯片嗎？

隨著半導(dǎo)體芯片制造的制程越來越小，人類遇到了越來越多的新問題，半導(dǎo)體工藝與設(shè)計之間的關(guān)系也越來越緊密。目前半導(dǎo)體制造中換個工藝或者制程，芯片的電路部分很可能就要重新設(shè)計。如果新制程工藝優(yōu)化得不好或是芯片沒有根據(jù)新工藝做足夠的調(diào)整，新工藝流片的芯片性能和穩(wěn)定性不如老工藝是完全有可能的。

英特爾在2007年宣布了著名的“嘀嗒”(Tick-Tock)戰(zhàn)略模式，“Tick-Tock”的名稱源于時鐘秒針行走時所發(fā)出的聲響。一般一次“Tick-Tock”的周期為兩年，“Tick”占一年，“Tock”占一年。Tick年（工藝年）更新制作工藝，Tock年（架構(gòu)年）更新微架構(gòu)。

但是2016年，英特爾打破了自己定下的這一戰(zhàn)略，將這一戰(zhàn)略修改為“制程-架構(gòu)-優(yōu)化”(PAO)的三步走戰(zhàn)略。

（英特爾原本的“兩步走”戰(zhàn)略放緩到“三步走”）

英特爾之所以做出這樣的改變，原因是多種多樣的，既有合理化10nm難產(chǎn)、追求更高利潤率的原因。另一方面，現(xiàn)有工藝與設(shè)計的耦合性越來越強恐怕也是很重要的原因。

要保證隨著制程的提高性能一代更比一代強，恐怕確實需要多一年的時間來進行這樣的優(yōu)化。

對于目前的芯片設(shè)計而言，半導(dǎo)體生產(chǎn)企業(yè)必須要把足夠多的參數(shù)和數(shù)據(jù)提前提供并不斷更新才能保證設(shè)計的正常進行，這一過程中需要做大量的實驗，花費巨額的資金，對于新工藝而言還有完全失敗的可能性。

同時隨著半導(dǎo)體制造企業(yè)出于保護技術(shù)秘密，降低設(shè)計企業(yè)開發(fā)成本等因素，往往還會提供給設(shè)計企業(yè)封裝好的工藝庫和工具箱，甚至于連設(shè)計用的IDE都必須由半導(dǎo)體制造企業(yè)定制。新工藝如果沒有足夠多的優(yōu)點和可靠的財力支持很有可能倒在顛覆半導(dǎo)體制造方式的征程上。

因此，筆者不看好非傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料或是工藝的進步能夠改變目前我國“缺芯少魂”的現(xiàn)狀。同時，發(fā)展這些新材料和新工藝做一些特殊領(lǐng)域的芯片也還是有相當?shù)那巴镜?，不能一概否定?

或許有些人會為我們沒能“彎道超車”在半導(dǎo)體制造工藝上追趕上國外而感到遺憾。不過大國造重器本來就沒有太多的投機取巧，既不能放棄對先進技術(shù)方向的探索，也要在傳統(tǒng)方向上一步一個腳印的追趕。

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