【揭密】TechInsight的拆机报告透露了啥秘密？_老虎社区_美港股上老虎

【揭密】TechInsight的拆机报告透露了啥秘密？

“衡量芯片制造工艺技术段位的标准是什么？同样宣称7nm芯片工艺的英特尔、三星和台积电到底谁更牛！没有EUV光刻也能生产先进制程芯片？Mate 60中两块韩国海士力存储芯片是怎么绕过美国制裁的？让我们透过TechInsight的拆机报告一起进入芯片制造的秘密世界“

// 文：十二光年之外

// 前沿科技随笔与思考

// 温馨提示，正文约4036字，读完约10分钟，您也可以直接跳到第3章阅读

8月29号华为低调发行新款5G手机Mate 60，这是在2020年美国对华为正式实施禁封后，华为推出的首款搭载了国产先进制程芯片的高端5G智能手机。该发售消息一出，轰动了国内市场。在线下排着长队抢鲜体验中国芯5G手机的消费者们趋之若鹜！据某短视频平台上一位资深的华强北老师傅现身说法，建议大伙一定要一时间去抢货，看好mate 60的升值空间，谁抢到了就等于赚到了。

网络上也是一片热议之声，都说外行看热闹，内行看门道，想要更深入看明白Mate60的横空出世意味着什么？国内的芯片技术真实的进步到哪一个阶段了？那一定不能错过TechInsight的拆机报告。TechInsight是一家总部位于加拿大的半导体专业研究机构，该机构的全球采购部门在华为低调首发Mate 60后迅速从中国市场购买到了新机，并在9月5号出具了《拆机报告》。之所以选择以TechInsight的拆机报告为研究对象是因为：

1、一家长期跟踪研究半导体的国际机构，有良好的专业能力和市场口碑；

2、TechInsight是非直接利益相关的第三方机构；

3、历史上该机构也同样拆解过华为的Mate 30，过程非常专业和详尽！

下图是以时间轴为主线记录了TechInsight出具拆机报告前后的相关重大事件

图二（时间轴）：来源于互联网

本期推文是笔者从9月4号开始跟踪TechInsight拆机后的一些思考上的分享。对于大部分非电子工程专业的朋友来说，跟着笔者一起搞明白TechInsight拆机报告中的几个关键概念和思考如下几个核心问题，相信会对后续在芯片产业领域研究更深层次的内容有所帮助！

本文核心主线是聚焦尝试搞明白上面5个概念并理清楚这4个问题！

回顾 TechInsight对mate30

的拆解报告（2019年）

2019年华为在德国慕尼黑正式发布了年度旗舰Mate 30和Mate 30 Pro，同时还公布了搭载麒麟990 5G芯片的5G版Mate 30系列。不过直到11月1日，在4G版的Mate 30系列上市一个多月之后，定价4999元起的华为Mate30系列5G版才终于开售，并且在华为官方商城还创下了7分钟销售额突破7个亿的佳绩！

图三：来源于TechInsight官网

图四：来源于TechInsight官网

图五：来源于TechInsight官网

2019年推出的mate 30就已经开始使用SoC架构了，并且Kirin 990 5G是全球首款5G Soc架构（将手机的应用处理器与调制解调器等相关部件集成在单个芯片组件中的芯片集成架构）。990 5G处理器是7nm+EUV工艺（台积电代工）并使用了SK Hynix H9HKNNNFBMAU-DRNEH 8 GB Mobile LPDDR4X SDRAM，这与在mate 60中发现的 LPDDR5 相差一个版本等级。

发酵：TechInsight 拆解报告发布后

TechInsight 发布拆解mate 60的报告后，网络上的讨论尤为激烈，笔者把这段时间主要的事件以时间轴的形式做成了一张图，供读者们了解！

图六：时间轴2

9月6号美发声将严查华为meta 60中的芯片技术与供应链和知识产权，9月8号Mike Gallagher and Michael McCaul两位文员呼吁白宫进一步采取限制手段。社交媒体上质疑声最多的也是关于不使用EUV光刻机，中国也生产出了7nm的先进制程芯片且可以量产，下面是美历次对中芯国际ZC的措施！

图七：来源于CCTV4 中文国际 9月5号的节目

在SMIC的官网上，可以看到目前芯片代工方案里只有28nm的工艺！

图八：来源于CCTV4 中文国际 9月5号的节目

图九：来源于CCTV4 中文国际 9月5号的节目

CCTV 4报道美国政府讨论是否进一步收紧制裁的讨论（期待看到这些讨论）

图十：来源于CCTV4 中文国际 9月5号的节目

雷蒙多回国后发表声明，确认自己的立场，并称自己是历任美国商务部中最严厉限制华为获得高端技术的部长。也充分地表明了当下美国的ZZ共识！

图十一：来源于CCTV4 中文国际 9月5号的节目

图十二：《芯片战争》的作者克里斯.米勒

美国近年来转移并重构芯片产业链的事件：

图十三：来源于CCTV4 中文国际 9月5号的节目

揭密：TechInsight拆机报告中的秘密

芯片制造的核心指标

TechInsight对mate 60的拆机报告写的非常专业，这里面有大量的专业概念与技术参数，特别是非电子工程专业的小伙伴可能每个人读起来的理解都不一样，再加上译者翻译之后难免带上主观的烙印和受自己专业知识的影响，所以在这一章我将重点对我读这篇报告中涉及的一些概念和心中的几点问题进行探究后进行一次分享！

3.1 搞明白几个概念

3.1.1 报告中的 7nm（纳米）芯片是个什么概念

展开这个概念之前需要先了解一下这次mate 60中使用到的麒麟9000s芯片使用了Soc架构，回顾一下我们在第一章中对TechInsight在2019年拆解mate 30手机时就发现已经使用Soc（system on chip），通俗来说Soc是把有协同关系的相关模块（包括CPU\GPU、RAM、Modren、DSP、电源管理或控制模型等等）一起设计到一个完整的芯片里，目的是充分协同各模型的连接，加快系统运行的速度，降低散热。在拆机报告中TechInsight介，这个要比之前中芯国际14nm的技术要先进的多（指什么？下面部分会讲到）。

初步实验室结果表明，该芯片比中芯国际的 14 纳米工艺节点更先进，但临界尺寸 (CD) 比 TechInsights 观察到的 5 纳米工艺节点更大。说白了就是麒麟9000s芯片技术比14nm工艺更先进但又不到5nm的工艺(应该介于5nm~14nm之间的工艺技术)，总的来说该芯片应该具有7nm工艺的特性。

3.1.2 麒麟9000s对标苹果哪个时代的产品

2018年苹果推出的iPhone X系列搭载7nm工艺的A12仿生芯片，苹果使用的A12和A13芯片都是7nm的技术。如果能保证良率的情况下，目前中芯国际的麒麟9000s 芯片大概与苹果A12、A13属于同一代，技术上大概有4年左右的差距。

3.1.3 如何来衡量芯片工艺水平

通过摘抄报告中如下这一段内容，可以初步窥探一二

通过对芯片上的关键尺寸进行额外测量，包括逻辑门间距、鳍片间距和下后端 (BEOL) 金属化间距，分析团队得出结论，该芯片具有 7 纳米特性

结论：7nm工艺是指芯片的物理尺寸？7nm特性是指单位芯片物理面积上能够承载晶体管的密度符合7nm工艺！那么，Techinsight是怎么测量芯片工艺呢？报告中是这样写的：“通过对芯片上的关键尺寸（CDs）进行额外测试，包括逻辑门间矩、鳍片和下后端（BEOL）间距测试得出的结论。”

数据来源：互联网

这篇来自网络的报告中，可以看出同样是号称7nm的技术，英特尔的7nm每平方nm可以承载 2~2.4亿个逻辑晶体管，而三星的是1.012亿个、台积电的只有9120万个。

3.1.4 中芯国际使用的DUV与国际上先进制程EUV的差异

中芯国际对于半导体制造设备与芯片制程工艺的关系说明，相当于承认了TechInsight中对于中芯国际使用 N+2的7nm技术，使用DUV设备进行多次曝光生产出来的。

3.1.5 报告中对于中芯国际使用的N+2技术是指啥

TechInsight的报告中通过对SMIC的7nm 麒麟9000s芯片进行测量，发现它比其它厂商生产的7nm芯片在间距上要稍微稀疏一些，但要比SMIC 的N+1（14nm工艺）技术生产的芯片要紧密一些，说明N+2确实工艺改进升级了！

3.2 要搞清楚的几个问题

在搞明白这几个概念之后，还需要搞清楚几个问题，这些问题这有助于我们更深层次的研究芯片制造领域的关键指标。

3.2.1 没有EUV也能生产先进制程芯片？

从市场公开信息来看，由于受美国制裁限制，中国确实没有获得过一台高端的EUV（极紫外光），中国从ASML和其他光刻机厂商只采购过DUV（深紫外光）光刻机，具体这两种光刻机的差异，大家可以在维基百科上找到详细的说明，笔者就不在这里赘述了。

EUV光刻机因为光源是高能紫外线的缘故，所以一次曝光就可以实现芯片制造，生产效率更高，良品率也远高于DUV光刻机，这为芯片制造商节省了许多的生产成本，也相当于变相提高产能。但，DUV也确实可以通过技术改进来生产14nm以内的芯片，但由于DUV的光刻机机头尺寸较大，主要是通过多次曝光来实现，而多次曝光直接受影响的在制造中增加了工艺点从而导致良品率较低，所以良率是芯片制造和量产的核心指标。

3.2.2 芯片良率决定了什么？

参考维基百科的介绍，芯片的良性有不同的测量方法，其中一般测wafer或者lot上的yield，其反映生产工艺中的控制问题，如操作人员的误操作，设备故障等，通常也称为生产线良率（line yield）。例如，生产1000片wafer，最后由于各种原因报废（scrap）20片wafer，那么line yield就等于98%。

小结：芯片的良率与生产成本与生产效率直接挂钩，而效率也就决定了产能和成品量产的可能性。

3.2.3 良率如何计算

关于麒麟9000s的良率是一个比较烧脑的问题，相信有无数个比我聪明100倍的脑袋都在想办法或已经有办法搞清楚这个问题了，所以我这个非专业人士也就不耗费脑细胞了吧。网上有砖家说良率80%，也有的说50%，整得我一头雾水。不过下面这个良率的计算公式，也算是打开了一个思路，通过观察这次mate 60的定价和跟踪后续销售放量数据，相信会逐渐有一个答案。

良率的核心计算公式：

在这里我这个不懂芯片制造的人乱做个假设：

1、假设每道工序的良率是99%，加上多重曝光，一共20道工序，最终的良率就是99%的20次方约等于 81%

2、假设每道工序的良率是99%，加上多重曝光，一共30道工序，最终的良率就是99%的30次方约等于 73%

3、假设每道工序的良率是99%，加上多重曝光，一共40道工序，最终的良率就是99%的40次方约等于 67%

3.2.4 SK 海力士的存储芯片是如何绕开

摘抄一些网络上的观点，大家就当个乐子看看吧。近期SK Hynix 发表的一份声明称，自美国对华为进行限制时，Hynix就不再与华为进行芯片上的合作。对于这次mate 60中有两款韩国芯片 512 GB NAND flash memory chip、12 gigabyte (GB) LPDDR5 chip，懂行的查一下这两种芯片的量产时间大概可以推断出是什么路子来的，来看看业内人士们怎么说