芯耀
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好家伙，真的是好家伙，這是2025年我見過最TM離譜的說法。今天我刷到一個視頻，一個視頻博主手持一片wafer，口口聲聲說這個是國產(chǎn)5nm晶圓，還聲稱是通過非常非常非常關(guān)系才拿到的。
當然視頻最后還得來一波情緒價值高潮，得自豪！必須愛國注意價值觀拉滿。
不是那啥，這哥們你知不知道你自己在說什么？？？怎么套個愛國主義價值觀，假的就能變真的5nm了？這能是5nm工藝的晶圓？你好歹拿一片12英寸的吧，就算騙騙人，裝裝樣子好歹也專業(yè)點？
有人問，啟哥你怎么看的出著這不是5nm，說不定人家真是5nm。那我只能這樣說，除非他說他孫悟空轉(zhuǎn)世，身上神通功夫千變?nèi)f化，小小法力隨意拿捏就能變出一塊5nm晶圓，否則打死我都不信。
道理很簡單，第一，這明顯是片8英寸的晶圓，8英寸直徑是20cm，12英寸晶圓直徑是30cm，8英寸晶圓上怎么5nm工藝？全世界哪片5nm晶圓不是12英寸的？第二，這一看晶圓的色澤99.99999%是用鋁，絕對不可能是銅，5nm工藝用鋁互聯(lián)，你信么？
一代設(shè)備，一代工藝，一代芯片肯定有人好奇，為什么8英寸尺寸就不能做5nm？難道晶圓制程和工藝就必須一一對應(yīng)關(guān)系嗎？
這問題問的好，十年前我剛?cè)胄械臅r候，也有過這樣的疑惑，也是不厭其煩的請教別人，反正灑家臉皮厚，死纏爛打，不停問問題，只要人家不明確拒絕你是不是有點煩？就一定要打破砂鍋問到底。
為什么晶圓尺寸能和工藝制程掛鉤？這個要從設(shè)備歷史發(fā)展開始說起。
上世紀70年代初開始，半導體行業(yè)進入黃金發(fā)展時期，各種各樣的器件，如微處理器，功率，射頻，存儲芯片，等蓬勃發(fā)展，同步的集成電路微電子加工工藝也同步前進。最早的晶圓從4英寸開始，工藝也是微米級別，現(xiàn)在耳熟能詳?shù)脑O(shè)備工藝大哥，AMAT（美國應(yīng)用材料）就是從提供CVD設(shè)備起家。
AMAT成立于1967年，起點就是集成電路工藝中的薄膜沉積設(shè)備，后面發(fā)展出刻蝕設(shè)備，然后通過一系列的資本運作，不斷收并購類似CMP，離子注入，量檢測，熱處理，ALD等，到現(xiàn)在成為除了光刻設(shè)備之外，幾乎其他設(shè)備齊全的半導體設(shè)備行業(yè)的大哥，（如果算營收和ASML略有勝負，但是設(shè)備種類遠超僅做光刻和量測的ASML）。
雖然摩爾定律的不斷演進，晶體管尺寸不斷縮小的，但是按理講，晶體管尺寸縮小和晶圓面積大小并沒有必然關(guān)系。但是摩爾定律到現(xiàn)在還起作用的，核心根本邏輯不僅僅指明了工藝的集成重要性，點明了芯片制造的是商業(yè)行為，降成本是永遠的方向！畢竟在摩爾定律說的晶體管數(shù)量每 18-24 個月翻倍，芯片性能提升一倍，價格下降一半。
總結(jié)起來就是一句話，降本增效。
好了，大家看看4英寸和6英寸的硅片面積比，是1：2.25。也就說相同的一代工藝，在6英寸硅片上生產(chǎn)芯片數(shù)量是4英寸硅片上的2.25倍！這不是6英寸面積大的優(yōu)勢就出來么，畢竟生產(chǎn)工序是一樣的，多得了一倍的芯片，單芯片成本不就降了么。再看6英寸和8英寸的面積比是1:1.77，再看8英寸和12英寸的面積比1：2.25。這個時候，不光是干FAB的，還是為FAB提供半導體設(shè)備的公司，在4-6英寸硅片轉(zhuǎn)換節(jié)點上，就不能可能再為小尺寸硅片的提供先進工藝設(shè)備，無形中大家都被摩爾定律推著前進。
道理很簡單，持續(xù)的擴大面積和縮小工藝節(jié)點，整體上來講是降本增效，符合商業(yè)演進路線。于是摩爾定律就這樣神奇地推動了半導體行業(yè)發(fā)展走過了幾十年。到現(xiàn)在從4英寸， 到6英寸， 到8英寸，到12英寸，在一代硅片面積下，就有對應(yīng)的工藝節(jié)點，因為到下一個工藝節(jié)點，沒有設(shè)備公司會為上一代小尺寸面積的硅片去研發(fā)更先進工藝設(shè)備。
于是到現(xiàn)在，基本硅片面積和工藝節(jié)點，因為歷史原因，幾乎就成了一一對應(yīng)的關(guān)系。4英寸工藝：基本就是微米級到0.5微米；6英寸工藝：基本從0.5微米到0.35微米到0.25微米；8英寸工藝：基本從0.25微米到0.18到0.13微米，有個別FAB還有0.11微米的；12英寸工藝：從90nm開始一路往下，包括65/55nm（這屬于同一代），45/40nm（同一代），32nm（intel做CPU獨有，其他FAB沒有），28nm，22/20nm，16/14nm（同一代），10nm，7nm，5nm，3nm。
按照TSMC的說法，馬上就有2nm節(jié)點推出，未來可能還有1.4nm。所以全世界只要正常商業(yè)化量產(chǎn)的5nm，它就必然是12英寸上的工藝，哪怕教授水論文，也不可能拿8英寸的硅片來做，就算有，你也沒有對應(yīng)的設(shè)備，哪家設(shè)備公司的5nm設(shè)備是按照8英寸尺寸來開發(fā)的？當然你別跟我說12英寸腔體大，賽進去8英寸的硅片問題不大。這個我就有點杠不過的，我不知道怎么回答了，這種人大概率是ETC生的，只知道抬杠。這雖然8英寸硅片能塞進12英寸的腔體，但是你覺得，各種沉積的厚度，刻蝕的速率，離子注入量，良率，均勻性，一致性，各種各樣的參數(shù)能在8英寸硅片上完成嗎？這不是鬼扯么？哪怕羅老師也不會把大杯飲料倒入超大杯來喝吧！
請注意從20nm以下，行業(yè)開始進入FinFET結(jié)構(gòu)，也就是立體晶體管，不再是以前平面型晶體管，這個時候再用以前按照最小特征尺寸CD來叫已經(jīng)不合適了。于是這個時候開始引入P.P.A等效制程概念，即性能，面積，和功耗。
如果一代新工藝，在性能，面積和功耗上均有所增加，哪怕它的特征尺寸和過去并沒有太大區(qū)別，依然取名新一代工藝。此時此刻的英特爾開始破口大罵：你們兩個老6，整天就知道整這些花里胡哨的玩意兒，我就問你們，你們所謂的7nm工藝，有沒有老子10nm的金屬密度高，有沒有，回答我，Look in my eyes ！
事實上所謂的14nm，7nm真就這么來的，但是兩代工藝之間的CD真不是一倍關(guān)系。只是按PPA的等效關(guān)系，應(yīng)該算14的一半7，7nm就這么來了。所以一代硅片面積對應(yīng)一代制程，一代設(shè)備，一代工藝，一代芯片這句就是這么來的。
有人問那12英寸硅片之后為什么沒有18英寸硅片？問的好，實際上是有18英寸硅片，但是沒有商業(yè)化。當年Intel不是沒有試過，而是試過的。但是最終發(fā)現(xiàn)18英寸面積下，無論光刻機，還是薄膜沉積設(shè)備，還是刻蝕設(shè)備，還是CMP，或者離子注入等其他設(shè)備，研發(fā)投入太大，工藝不穩(wěn)定，而且投入極高，投入產(chǎn)出比的賬根本算不過來，于是都沒人玩，所以18英寸的故事就到此結(jié)束。
總結(jié)起來一句話，不能降本增效，不符合商業(yè)規(guī)律，自然就戛然而止。金捷幡老師就這個問題專門寫過長文，大家自己去找找，2019年的事。
金老師寫的非常好，大家自己看，我就不再贅述了。說完硅片面積與工藝的關(guān)系，再說說我發(fā)現(xiàn)第二個問題，就是為什么不是銅互聯(lián)？金屬互聯(lián)材料的選擇很顯然除了尺寸是8英寸之外，視頻里的晶圓，這色澤一看就明顯不是銅，而是鋁。在6英寸工藝之前，金屬互聯(lián)材料大多選擇鋁，甚至到8英寸的時候，除了少量FAB有鎢互聯(lián)（記憶中TSMC的FAB10有），之外大部分都是鋁或者鋁+鎢塞。所謂鎢塞工藝是指接觸點金屬從鋁換成了鎢。但是到12英寸開始，就開始變成銅了。這個引入一個專業(yè)的概念，RC。R是電阻率，C是電容常數(shù)，相信以灑家粉絲的水準都知道我要說什么，畢竟評論區(qū)人均微電子博士。要提高芯片的工作頻率，就要在RC延遲上做文章。說穿了，就是減少漏電，降低電壓，提高速度，這主要是RC延遲決定的。
問題要又要低電阻，電容系數(shù)又要有保障，鋁以下選來選擇去這么幾種材料。
鋁的電阻是2.67μΩ.cm，比鋁低有金(2.35)、銅(1.67)、銀(1.63)。
在0.18微米工藝的時候，鋁的弊端逐漸顯現(xiàn)出來。
然后業(yè)界開始論證，金銀銅選誰？
這個時候銅有著更好的導電性能，較高的熔點，以及較好的抗電子遷移性能成為行業(yè)研究重點。
當年業(yè)內(nèi)有人提出過用銀，后面因為，銀第一貴，第二活性太高，第三形成不了很好的阻擋層，界面有問題，最終放棄，最后行業(yè)選擇了用銅。
實際上真正小線寬的時候（金屬層線寬最小的也就幾十納米），這么小的截面積下，銅和銀的電阻率差別真不大，但是銅在其他方面完勝銀，于是行業(yè)就選擇了銅。
但是從鋁工藝過渡到銅工藝也發(fā)生過難點，問題在于鋁可以被干法刻蝕，可以被刻蝕出各種形貌，但是銅不行，因為銅不能被干法刻蝕?。?！
怎么辦呢？于是有人想到了先在介質(zhì)層上挖溝槽，鉆深孔，形成最后形貌，再把銅填進去，然后把多余部分用化學機械拋光的方式磨掉，這不就形成了銅互連結(jié)構(gòu)。
這個把銅填進去的過程，有個古老而形象的名字——大馬士革鑲銅工藝！
1997年IBM的新型銅互聯(lián)工藝橫空出世，取名大馬士革工藝！這個時候剛好12英寸硅片問世，于是從130nm-90nm，從最后一代8英寸到第一代12英寸工藝開始，銅互聯(lián)逐漸取代了鋁互聯(lián)成為行業(yè)標準。
大馬士革包括后面的雙大馬士革工藝，就成了12英寸金屬互聯(lián)結(jié)構(gòu)形成的核心工藝。
所以12英寸以下主流就是銅互聯(lián)，當然在先進性的制程里，還有錳（Mn），釕（Rn），鎢（W），鉬（Mo），鈷（Co），鉍（Bi）等金屬材料的加入，但是主要的互聯(lián)材料依然是銅。這就是我一眼看出來這不是5nm工藝的原因，這分明不是鋁么，你別跟我說這個顏色是銀，打死我都不信！
5nm芯片金屬互聯(lián)它居然不是銅，你信嗎？
說到這么多，只想說。第一、國產(chǎn)5nm，不遠的將來肯定會有，畢竟5nm現(xiàn)在是等效工藝概念，而不是實際CD，只要功耗壓下去，性能提上來，它怎么就不能是5nm？
第二、這位大哥做自媒體就算蹭流片，好歹稍微專業(yè)點，拿個12英寸晶圓吧？拿8英寸晶圓騙鬼呢？你真拿12英寸晶圓，還真看不出是5nm，還是55nm！因為真的看不出來！不拿專業(yè)的量測儀器，僅僅是宏觀外表是分不出來的。說到這里，我再看了一眼評率區(qū)，人麻了，這評論都是HW贏麻了，我又想起花姐之前說的，現(xiàn)在芯片飯圈化的現(xiàn)象。
無論是米家，還是HW，還是其他公司，說實話，真不關(guān)心到底有沒有所謂公關(guān)費，到底有沒有養(yǎng)水軍，這跟我壓根沒關(guān)系。包括灑家在內(nèi)，相信絕大部分的普通人，其實是很反感貼標簽的，我用蘋果就是不愛國？我用HW就是愛國？哪我蘋果HW都有是精神分裂還是墻頭草？這叫什么事？記住，我們講究的是實事求是！我們是以一切從實際出發(fā)的，客觀唯物主義的社會主義國家！飯圈化，貼標簽，搞對立，這一套所謂的政治正確在中國行不通！但是反過來想，你不搞對立，不搞爭議話題，短視頻平臺哪來的流量？（這視頻在DB平臺好十多萬的播放量，視頻留言破千）果然，資本為了流量，噱頭，為了攫取更大的利益，不僅默許這種胡扯的內(nèi)容，還故意調(diào)整算法讓你們看它想讓你看到的東西?。。】傊瓾W贏麻就是流量密碼是吧。到了這種層面不是我能左右的了，我只能告訴大家，人要有自己的獨立思考能力，能有自己的理性的判斷力，拒絕飯圈化，拒絕二極管思維，拒絕信息繭房，少刷無聊的視頻，多看看書吧。今日廁所讀物到此。
