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2019年我国先进工艺和存储技术有望实现突破

2019-01-17
关键词: 5G 存储

  虽然2018年全球半导体市场保持了两位数增长,但据市场调研机构预测,2019年全球半导体市场将进入低迷期,增长将回归个位数。国内企业在全球经济环境不确定性增强和市场低迷的影响下,增长率也将同比下降。

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  回顾2018年,集成电路技术仍沿着摩尔定律不断迭代演进,在集成电路设计、制造和封测等方面都取得了显著成果。

  (1)集成电路设计

  2018年,集成电路设计方面,手机芯片、人工智能芯片、矿机芯片等成为引领技术变革的重要产品。

  华为、苹果、高通纷纷发布7nm手机芯片,融合了更强的计算处理和人工智能技术。2018年9月,华为发布了全新一代芯片麒麟980,这是全球首款采用7nm工艺制程的商用级手机芯片,也是全球第一个采用ARM强大的新型Cortex A76 CPU;同时是全球第一个采用集成双核NPU设计的芯片和全球第一个采用Mali的新G76显卡芯片。

  同月,苹果发布了新款iPhone,新手机首次使用了7nm进程工艺制造的A12仿生芯片。苹果A12仿生芯片具有6核CPU和4核GPU,还有苹果公司自家的神经网络机器学习功能,6核中有2个高功率核心和4个低功率核心,高功率核心的速度比之前的芯片快15%,耗电减少40%,而新版的低功率核心比之前芯片的耗电低50%。

  同时,英伟达、AMD等公司则继续发力人工智能市场,其GPU广泛应用于人工智能云端训练和推理。在英伟达公司2019财年第一季度的财报当中,其表现再次超出预期--总收入增长66%,强劲的数据中心业务增长71%(本季度收入达到1.7亿美元)。对于英伟达公司而言,“数据中心”业务部分包括高性能计算(简称HPC)、数据中心托管图形以及人工智能加速几大组成部分。

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  (2)集成电路制造

  台积电和三星在先进工艺制程继续竞赛领跑,相继实现7nm工艺量产,进一步巩固代工优势,三星、东芝、英特尔等相继推出96层NAND存储技术,DRAM也加速迈向1ynm;我国中芯国际也实现16/14nm工艺小规模量产,缩短与国外差距,长江存储、合肥长鑫和福建晋华也实现存储工艺突破,在做量产前准备。

  2019年8月份,长江存储在美国圣克拉拉召开的全球闪存峰会上发布突破性技术XtackingTM ,该技术将为3D NAND闪存带来前所未有的I/O高性能,更高的存储密度,以及更短的产品上市周期。长江存储计划在2019年第四季度量产64层堆叠的3D NAND闪存芯片。

  (3)集成电路封测

  集成电路封测方面,扇出型封装等高端封装技术竞争激烈。台积电、日月光等仍为技术引领龙头,国内长电科技、通富微电、华天科技等企业也在积极扩产加快部署。长电科技在2018年上半年全球前十大IC封测代工企业排行榜中位居第三。长电科技在晶圆级封装领域创新发明了“晶圆级芯片六侧面体包覆封装技术”;在国内和韩国工厂实现了高集成度和高精度SiP模组的大规模量产;开发了用于智能手机处理器的FC-POP封装技术;全资子公司长电先进已成为全球最大的集成电路Fan-in WLCSP封装基地之一。华天科技开发了0.25mm超薄指纹封装工艺,实现了射频产品4G PA的量产;MEMS产品实现了多元化发展,开发了心率传感器、高度计及AMR磁传感器并成功实现量产;其TSV+SiP指纹识别封装产品成功应用于华为系列手机。通富微电率先实现了7nmFC产品量产;高脚数FC-BGA封装技术领先企业,为CPU国产化提供了有力保障;建立第一条12英寸FAN OUT工艺量产线,线宽2um/线距2um;Cu Pillar实现10nm产品的量产;成功研发生产出业界集成度最佳的射频物联网集成模块;国内首条12寸Gold Bump生产线成功实现量产。

  展望2019年

  在5G、人工智能等需求驱动下技术将继续加快变革创新,台积电和三星等代工厂将取代Intel承担起推动摩尔定律前行的重任,预计2019年将实现5nm工艺试产,2020年量产。制造业格局的变化和摩尔定律物理极限的逼近,也让更多企业和产品结构站在同一起跑线上,催生出更多体系架构创新、应用产品创新和异构集成技术创新,如为适应5G高频需求,高通联合村田公司采用将天线、射频前端和收发器整合成单一系统的AiP(Antenna in Package)封装技术,预计在5G商用后实现大规模应用。我国领先设计企业也将共享集成电路代工技术进步红利,逐步缩小于国外先进水平的差距,中芯国际将加快14nm及以下工艺的技术追赶步伐。长江存储、合肥长鑫等将分别实现NAND和DRAM产品的量产,实现我国自主品牌存储器产品重大突破。