摘要：在7nm及以下先进制程领域，国产芯片通过技术创新实现了关键突破。中芯国际采用DUV多重曝光技术实现“等效7nm”工艺，其N+2工艺良率超90%，性能接近台积电16nm水平，晶体管密度达每平方毫米8000万，较14nm制程提升35%性能并降低50%功耗。华为海思

#国产芯片如何突破先进工艺?#

在7nm及以下先进制程领域，国产芯片通过技术创新实现了关键突破。中芯国际采用DUV多重曝光技术实现“等效7nm”工艺，其N+2工艺良率超90%，性能接近台积电16nm水平，晶体管密度达每平方毫米8000万，较14nm制程提升35%性能并降低50%功耗。华为海思与通富微电合作，通过Chiplet封装技术将7nm计算芯粒与16nm I/O芯粒集成，实现算力对标英伟达H100的昇腾910D芯片，单卡FP16算力达1400 TFLOPS。国产1纳米刻蚀机更实现原子级雕刻精度0.02纳米，支持13.5nm EUV光刻光源研发，转换效率达3.42%，为EUV光刻机国产化奠定基础。

碳化硅材料突破成就显著：天岳先进实现12英寸碳化硅晶圆量产，成本较2020年下降40%，全球市占率达22.8%，推动新能源汽车电驱效率提升3%。南大光电ArF光刻胶通过中芯国际验证，实现百吨级订单，良率超90%，打破日本企业垄断。二维半导体材料、金刚石等先进材料研发受政策倾斜，如成都华微电子推出国产首颗4通道12位40GSPS高速ADC芯片，刷新射频直采性能纪录。碳化硅陶瓷基板应用于IGBT模块，提升电驱效率3%，间接增加新能源汽车续航20公里。

国产设备突破多点开花：拓荆科技Dione 300混合键合设备实现±30nm精度，支持铜-铜直接互连；青禾晶元开发混合键合技术，凸块间距缩小至10μm以下。中芯国际采用FinFET、HKMG、应变硅等技术优化7nm工艺，通过自对准四重图案化（SAQP）实现更精确图案形成。先进封装技术方面，天成先进“九重”三维集成体系实现2.5D/3D集成，纵横（中介层互连）、洞天（3D叠层）、方圆（高端封装）三大方向覆盖智能驾驶、5G通信等领域，TSV硅通孔技术、双大马士革RDL重布线技术构建晶圆级中道解决方案。

国家政策体系化支持半导体自主可控：《“十四五”数字经济发展规划》明确AI芯片为重点方向，北京对设计企业给予最高5000万元研发补贴；地方层面形成差异化布局，长三角聚焦高端芯片设计、先进封装，珠三角推动新材料国产化，成都打造国产智能芯片“生态高地”，聚集400余家集成电路企业，2024年营收达830亿元。产业链协同成效显著：华为昇腾+MindSpore框架形成全栈闭环，阿里云“魔搭”平台降低算法迁移成本60%；中芯国际、长电科技、兴森科技等企业实现从设计、制造到封测的全链条覆盖，如长电科技负责昇腾910C与HBM的2.5D封装，产能占华为总需求30%。

尽管取得显著进展，国产芯片仍面临多重挑战：7nm以下制程依赖进口EUV光刻机，存算一体、光子计算等前沿技术处于概念验证阶段；CUDA生态占据90%开发者市场，国产框架渗透率仅15%；美国出口管制限制高算力芯片对华供应。未来突破方向包括：Chiplet技术通过模块化设计缩短开发周期，AMD将CPU领域经验拓展至GPU；3D堆叠技术提升集成度，台积电3D封装使芯片面积缩小40%；量子-经典混合计算芯片在密码破解、材料模拟场景展现潜力；开放架构（如RISC-V）打破ARM垄断，中国企业在成熟制程领域形成局部超越。

国产芯片的突破不是单一技术的胜利，而是技术、材料、设备、政策、生态协同创新的结果。从1纳米刻蚀机的原子级雕刻到碳化硅材料的规模化应用，从Chiplet封装到先进封装技术体系，中国正通过“技术攻坚+生态重构”实现从“跟跑”到“并跑”的跨越。正如中芯国际董事长所言：“技术突破需要时间，但方向从未改变。”未来，随着存算一体、光子计算、量子混合等颠覆性技术的成熟，国产芯片将推动算力向更高带宽、更低功耗、更低延迟方向进化，成为数字经济时代国家竞争力的核心支柱。

来源：小锌闻