354
芯片揭秘主讲人谢志峰
幻实说
继上期答疑专期后，我们陆陆续续又收到了不少粉丝们的提问，本期芯片揭秘主讲人谢志峰博士将挑选几个问题为大家解答。
以下内容由对话音频整理
本期话题
● EUV光刻机产能如何？
● 晶圆为什么是圆的？
● 不同制程的芯片之间有何区别？
● 什么是逻辑芯片，逻辑芯片又包括哪些？
● 专用芯片与通用芯片
● 中科院5nm光刻技术与ASML光刻机有何区别？
1、EUV光刻机产能如何？
大飞_6g（听友）
请问谢博士，EUV光刻机的产能是怎样的？比如用最先进的光刻机，满负荷生产手机芯片麒麟990，每天能产多少片？中芯国际有多少台投入生产的光刻机？是1台、5台还是10台呢？谢谢
谢志峰（主讲人）这位听友很专业，但是有些细节可能问的不够准确。首先，EUV光刻机以波长为10-14nm的极紫外光作为光源，是目前世界上最先进的光刻机，通常只用在集成电路最先进的光刻工序中，在多数情况下，193光刻机就能够满足一般的光刻需求。
光刻机的产能通常以月来计算，大约一个月能够产出2000片12寸的硅片。中芯国际目前有很多在厂光刻机，不是5台，不是10台，应该是100台左右。
ASML光刻机内部简图（图源：百度百科）
晶圆为什么是圆的？
太阳晒西瓜（听友）
谢老师，请问为什么晶圆是圆的而不是方的呢？
谢志峰（主讲人）
晶圆的原始材料是硅，是一种晶体材料。高纯度的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种，然后慢慢拉出，从而形成了圆柱形的单晶硅。单晶直拉法工艺中的旋转提拉决定了硅锭的圆柱型，所以在进行切割后大多也都是圆形，圆形的硅片在晶圆生产的设备中更加容易处理，如果一定要切成方形将会造成材料浪费。
了解更多晶圆的制造过程，欢迎点击上方视频观看↑↑↑
不同制程的芯片之间有何区别？
tsms精益六西格玛（听友）
14nm技术达到7nm技术一样的性能，芯片的体积会增大多少？我们有必要继续紧跟摩尔定律吗？
谢志峰（主讲人）技术的迭代不仅表现在体积的缩小，还有其他一些标准。当你工艺做小了以后，它的性能会更好、集成度会更高、功耗也会减少。
每一代技术的更迭通常会带来长度上30%的缩减。比如这一代是14nm，下一代的长度会在14nm基础上乘0.7，也就是10nm左右，10nm的下一代就会变成7nm，以此类推。
14nm到10nm是一代，10nm到7nm又是一代，所以使用14nm技术想要达到与7nm技术一样的性能，芯片尺寸将增大4倍。
可能有人会觉得体积增大4倍也能接受，其实不然。7nm芯片只有14nm芯片体积的1/4，它的制造成本和功耗都会降低，另外当芯片做小时，性能也会提升，所以我们是非常有必要继续往下走的。
TSMC 10nm与7nm工艺对比
（图源：维基百科）
什么是逻辑芯片？
龙寒lyzs（听友）
谢老师，您认为什么是逻辑芯片？逻辑芯片又包含哪些呢？
谢志峰（主讲人）所有能够实现功能的芯片都是逻辑芯片，只是单纯存储数值的芯片是存储芯片。逻辑芯片无处不在，包括CPU、GPU、MCU等等。
我再举一些例子，Intel的CPU，Nvdia的 GPU属于逻辑芯片；三星的Dram，长江存储的NAND FLASH等属于存储芯片。单纯的逻辑芯片不能独立使用，需要与存储芯片配套。
文中例举的一些芯片产品
（图源：百度百科）
专用芯片与通用芯片
RockyMa5939（听友）AI既然可以用软件的方法实现，为什么还要研发AI芯片呢？
谢志峰（主讲人）所有的软件都必须要在硬件上实现，目前，AI确实可以通过人们的电脑或者手机来实现，但电脑、手机里都有芯片，AI功能的实现实际上是通过这些设备中的通用芯片实现的。无论是Intel的处理器或者华为麒麟处理器，它们都是标准的硬件，CPU属于通用计算单元，暴力运行某种算法并非其特长，例如CPU挖矿的效率就远比不上专门为HASH算法特制的ASIC矿机芯片。
为什么要研发AI芯片呢？AI芯片属于专用芯片，专用芯片是为了满足特定用户或特定电子系统的制作需求。AI是依赖特定的神经算法实现的，这个任务交给普通的CPU来做，效率比较低下。当硬件中的专用芯片只做AI相关的计算时，它的性能可能有千倍万倍的提高。
中科院的5nm光刻技术
和ASML的5nm光刻机有什么区别？
漫步在奇点（听友）请问中科院的5nm光刻技术，和ASML的5nm光刻机有什么不同？
谢志峰（主讲人）ASML 5nm光刻机已经进入批量生产阶段，它是一个产业化的产品。而中国科学院研究出来的是一种激光直写技术，虽然实现了纳米狭缝电极阵列结构的规模生产，但这并非是集成电路，也不是一个可以制造生产的产品，它只是一种技术。这项技术想要真正做成产品还需要很多年的努力，包括需要实现产品的低成本、高速度等，这些都有待我们继续攻克。
2019年ASML各类光刻机销量及收入结构对比
（图源：前瞻产业研究院）
幻实说
芯片揭秘特邀半导体产业内从业者、参与者、见证者，通过对话方式展示嘉宾观点，共同推动新技术和新趋势的社会认可及规模应用，呈现产业人最真实的心声。 我们还将持续聚焦产业热点话题，解读行业发展趋势，如果您有关于产业的各种难题或不解，无论涉及深层技术还是基础知识，欢迎踊跃留言，芯片揭秘将不定期为大家带来更多优质问题答疑的福利专场哦~
-END-
