行业内普遍的看法是,浸润式DUV光刻机即便再先进,也仅能制造到7纳米级别的芯片,而在技术路线向更小工艺节点迈进时,就必须采用EUV光刻机了。

举例来说,即便台积电的第一代7纳米芯片确实出自DUV光刻机,但到了第二代7纳米,就改用上了EUV。之所以要转用EUV,根本原因在于DUV即便能制造出7纳米芯片,也面临多重困境。首先,需要多次曝光,导致工序极为繁复,不仅耗时远长,良率也难以保证,成本问题上更是居高不下。

将目光投向5纳米、3纳米等更先进的工艺节点,用DUV来尝试制造,理论上是有可能性的,但现实中却困难重重。这是因为曝光次数大幅增加,制造难度呈几何级数增长,最终造成的后果就是良率进一步跌落,成本完全失控。即便勉强生产出来,按照传统的晶体管微缩策略,使用DUV制造5纳米或3纳米芯片,即便技术上可行,也没有任何企业能负担得起,其成本已经高到令人望而却步的地步。

这也正是美国选择禁售EUV光刻机的原因所在,因为美国并不担忧对手用DUV光刻机制造5纳米、3纳米芯片。如果对手真的能生产出来,并且负担得起,那又何妨,美国并不介意。因为在这种情况下,芯片根本不具备市场竞争力。

然而,美国未曾料到的是,我们没有按他们的剧本来演。华为提出了“韬定律”,这是华为在过去六年时间内,基于381颗芯片量产经验而总结出的策略。华为认为,虽然用EUV光刻机微缩晶体管确实是未来方向之一,但若缺乏EUV技术,晶体管微缩道路受阻时,也并非绝路,完全可以探索另一条途径。

华为所提出的新路径是,通过从底层器件到顶层系统的全面优化,缩短信号传输和处理时间,以此提升芯片整体性能。在系统层面,通过压缩各层级的时延,可有效提高信号传输效率,进而实现性能飞跃。为了达成此目标,华为研发了逻辑折叠技术,将晶体管进行立体布局排列,这种方式也能带来与微缩晶体管同样的性能提升效果,同时让晶体管密度得以大幅提高。

按照华为的规划,到2026年,其旗舰手机将搭载名为“Kirin 2026”的芯片,该芯片的性能预计将与采用EUV光刻机制造的3纳米芯片持平。进一步展望到2031年,即便不使用EUV光刻机,华为的麒麟系列芯片晶体管密度也将达到400MTr/mm²+的惊人水平,这相当于采用EUV光刻机下的1.4纳米工艺水准。

由此可见,芯片技术的未来并非只有一条路可选,EUV光刻机虽强大,却非万能。美国的施压,反而激发了我们的创新潜能,促使我们不断寻求突破,开拓更多可能的道路,这恐怕是美国始料未及的。

接下来,广受关注的是,华为的“韬定律”能否引领中国芯片产业改写全球格局。这个答案,无疑让许多人翘首以盼。