半导体行业观察

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这类芯片制造材料,能淘汰吗?
半导体行业观察· 2025-06-11 09:39
电子和半导体行业中的PFAS使用现状 - 电子和半导体行业是PFAS的主要消费领域,占欧洲氟聚合物总使用量的10%[2][6] - 2020年欧洲电子和半导体制造中PFAS使用量达4.21千吨,其中69%为氟聚合物,28%为含氟表面活性剂[6] - 该行业是欧盟氟聚合物第三大消费领域(11%),仅次于交通运输及化工能源行业[8] PFAS的环境影响与挑战 - PFAS具有环境持久性和生物累积性,已在全球水/土壤/空气中被检测到[8] - 半导体制造中仅0.8% PFAS残留在芯片上,大部分通过废水排放或焚烧[11] - 当前污水处理技术无法完全去除半导体废水中的PFAS,部分PFAS对处理具有抗性[10] 减少PFAS使用的技术路径 - 采用EUV光刻技术可使7nm工艺节点PFAS层减少18%,相比DUV技术减少20%化学品用量[29] - 优化后端金属堆叠层数(如从M7减至M3)可实现1.7倍PFAS减少量[9][30] - Chiplet架构通过模块化设计减少金属互连层使用,但需权衡封装工艺引入的新PFAS风险[45] PFAS量化建模框架 - 建立首个半导体制造PFAS分析模型,关联光刻掩模数量与PFAS消耗量[17] - 模型覆盖130nm至3nm工艺节点,验证显示与TechInsights实测数据趋势吻合[24] - 集成碳足迹工具ACT,可同步评估PFAS与隐含碳的权衡关系[22] 设计优化案例研究 - 16nm至3nm工艺节点中,PFAS与碳足迹未随技术节点进步而必然改善[27] - SoC设计中BEOL层从M9优化至M5可实现1.58倍PFAS减量,仅增加2.4%芯片面积[38][40] - 脉动阵列金属层从M7减至M3时PFAS减少3倍,且PPA影响可忽略[30][33] 行业未来发展方向 - 需建立标准化PFAS定量方法,并开发无PFAS替代材料[44] - 延长硬件生命周期和硬件复用可降低PFAS污染风险[45] - 需加强chiplet架构在PFAS与碳排放方面的系统性研究[46]
IBM,要造最强量子计算机
半导体行业观察· 2025-06-11 09:39
IBM量子计算机计划 - 公司计划在2029年前建造世界首台大规模容错量子计算机IBM Quantum Starling,计算能力达现有量子计算机的20,000倍[2] - 该计算机将部署于纽约州波基普西数据中心,采用量子纠错技术解决不稳定性问题[2] - 量子副总裁Jay Gambetta强调已攻克科学难题,纠错技术被纳入详细路线图[2] 量子计算技术竞争格局 - 微软、谷歌、D-Wave、Quantinuum及IonQ等公司均在竞相开发实用量子计算机[2] - 亚马逊推出Ocelot芯片可将量子误差降低90%,谷歌开发Willow芯片聚焦纠错技术[2] - IBM与初创公司SEEQC合作,整合控制硬件并研发集成量子处理器(QPU)[4] 量子计算技术原理与挑战 - 量子比特(qubit)可同时存在"0"和"1"状态,比传统二进制计算更高效,但易受环境"噪声"干扰导致错误[3] - 容错技术需通过qLDPC码减少错误,并利用传统计算实时纠错[4] - 美国国防高级研究计划局启动量子基准测试计划评估商用化潜力[4] 商业化与行业影响 - 公司发布详细计划以激发开发者创建量子算法,强调投资回报是企业核心关注点[5] - Gartner分析师指出商业化价值尚不明确,纠错系统发布时间表未公开[5] - IDC认为IBM的全面计划凸显量子计算发展速度,技术落地性已获验证[6]
这一关键材料,或将对芯片供应造成威胁
半导体行业观察· 2025-06-10 09:18
半导体行业中的铜材料挑战 - 随着半导体行业向3纳米及以下工艺发展,铜互连线面临物理极限挑战,包括电阻增大、热量积聚和结构脆弱性 [2] - 铜在芯片中承担关键信号传输功能,其优异的导电性和抗电迁移性能使其成为首选材料,但纳米级需求下性能可靠性问题凸显 [2][5] - 钴和钌等替代材料处于研究中,但铜仍是当前标准材料,超纯铜需求已超过现有精炼能力 [2][7] 铜供应对半导体行业的影响 - 高纯度铜的供应压力可能增加芯片生产成本,并推迟英伟达、AMD和台积电等公司的交付时间表 [6][12] - 铜价在2025年出现反弹,需求增长与供应链脆弱性并存,地缘政治因素(如亚洲精炼集中度)加剧波动风险 [6][9][13] - 半导体行业对铜的需求不仅关注数量,更强调质量,超纯铜需满足纳米级杂质控制标准 [16][17] 技术与竞争格局 - 阻挡层减薄和低k电介质等技术用于缓解铜线问题,但增加了制造复杂性和成本 [7] - 英特尔、AMD等芯片公司与自由港麦克莫兰、南方铜业等矿业公司形成供应链依赖,台积电等制造商依赖少数精炼厂 [9] - 科技公司如苹果、微软正通过垂直整合策略保障供应链安全,材料采购成为战略规划核心 [9] 未来趋势与瓶颈 - 2025年半导体材料可能面临瓶颈,3纳米以下工艺中铜的性能极限将制约芯片性能扩展 [14] - 新采矿项目因ESG监管和长周期难以快速响应需求,高纯度铜的供需不匹配问题将持续 [16] - 铜从工业投入演变为战略资产,其供应链稳定性直接影响芯片行业技术迭代速度 [10]
斥资1300亿,美光在印度设立芯片经济特区
半导体行业观察· 2025-06-10 09:18
印度政府批准美光半导体经济特区提案 - 印度政府批准美光半导体公司1300亿卢比提案,在古吉拉特邦萨南德设立经济特区设施 [1] - 经济特区审批委员会同时批准Aequs Group旗下公司10亿卢比提案,在卡纳塔克邦达尔瓦德设立电子元件经济特区 [1] 经济特区规则修改细节 - 新规则将半导体行业最小连续土地面积要求从50公顷降至10公顷 [3] - 允许经济特区土地抵押或租赁给政府机构时存在产权负担 [3] - 修订净外汇计算规则,纳入免费接收和供应货物价值 [3] - 允许半导体经济特区单位在缴纳关税后向国内关税区供货 [3] 项目具体规划 - 美光公司将在37.64公顷土地上建立经济特区工厂 [3] - Aequs将在11.55公顷土地上建立电子元件经济特区 [3] 政策影响 - 新规促进印度高科技制造业发展 [4] - 刺激半导体制造生态系统增长 [4] - 创造高技能就业机会 [4]
单芯片微波光子,新突破!
半导体行业观察· 2025-06-10 09:18
公众号记得加星标⭐️,第一时间看推送不会错过。 来源:内容编译自 optics 。 用于快速无线通信网络和微波传感的可编程解决方案。 根特大学 imec 的两个研究小组光子学研究组和IDlab,以及世界领先的纳米电子和数字技术领域研 究和创新中心imec,发布了完全集成的单芯片微波光子学系统的演示,该系统在单个硅芯片上结合了 光学和微波信号处理。 该芯片集成了高速调制器、光学滤波器、光电探测器以及转印激光器,使其成为一种紧凑、独立且可 编程的高频信号处理解决方案。这一突破性技术可以取代体积庞大且耗电的组件,从而实现更快的无 线网络、低成本的微波传感,并在5G/6G、卫星通信和雷达系统等应用中实现可扩展部署。 该研究结果已发表在《自然通讯》杂志上。 微波光子学利用光学技术处理高频信号,实现了更低的损耗、更高的带宽和更高的能效,提供了一种 颇具前景的解决方案。然而,大多数微波光子系统依赖于庞大的光纤架构,这限制了其可扩展性。相 比之下,将微波光子集成到芯片上可以实现更具可扩展性和更节能的系统,但早期的实验演示要么缺 乏关键功能,要么需要外部元件才能实现全部性能。 转换光信号和微波信号 imec 和根特大学演示了一 ...
华为任正非:不去想困难,干就完了
半导体行业观察· 2025-06-10 09:18
华为面对外部压力的态度与策略 - 面对外部封锁打压,公司采取"不去想困难,干就完了"的务实态度,强调行动力而非空想 [2] - 昇腾芯片被美方警告风险,公司回应称单芯片仍落后美国一代,但通过数学补物理、非摩尔补摩尔、群计算补单芯片等方法实现实用化 [3] - 承认中国在中低端芯片领域存在机会,尤其化合物半导体潜力更大,硅基芯片通过技术组合可满足当前需求 [4] 芯片与软件技术发展路径 - 中国拥有数十至上百家努力发展的芯片公司,软件领域因基于数学原理而难以被卡脖子 [4] - 未来中国可能出现数百至数千种操作系统,支持各行业进步 [4] - 芯片领域采用叠加和集群计算方法,结果上可与最先进水平相当 [14] 基础研究与长期投入 - 公司年研发投入1800亿,其中600亿用于不考核的基础理论研究,1200亿投入需考核的产品研发 [9] - 基础研究周期通常需10-20年或更长,是技术突破的根基 [6] - 通过"黄大年茶思屋"平台免费开放科技信息,与院校合作扩大基础研究开放度 [10] 人工智能与基础设施优势 - 人工智能可能是人类社会最后一次技术革命,中国具备电力保障、发达通信网络等基础设施优势 [12][13] - 中国制造业快速融合人工智能,将诞生本土化模型,算法实际掌握在各行业专家手中 [15] 社会主义市场经济的实践价值 - 基础设施建设体现国有企业社会价值,如高铁、电网等虽不盈利但奠定社会发展基础 [11] - 社会主义市场经济体制能集中力量完成大型基建项目,是资本主义难以实现的 [11] 开放发展与行业生态 - 国家开放政策推动技术进步,统一大市场将突破外部封锁 [16] - 民营企业发展需法治化、市场化环境,企业聚焦价值创造与技术突破 [15] 理论科学与社会支持 - 理论科学家需要战略耐心与社会宽容,其贡献可能数十年后才显现 [5][8] - 列举刺梨维生素研究、青蒿素等案例,说明基础研究的长远价值 [7][8]
140 亿美元!智能语音控制芯片市场潜力巨大
半导体行业观察· 2025-06-10 09:18
市场增长驱动因素 - 智能语音控制芯片市场增长由智能助手、人工智能语音界面、智能家居和物联网设备普及以及边缘计算需求推动 [1] - 人工智能和边缘计算改进语音系统识别能力 刺激各领域需求 [1] - 语音助手集成度提升推动市场增长 2024年全球数字语音助理数量超过80亿个 [1] 市场规模与增速 - 2024年智能语音控制芯片市场规模70.4亿美元 预计2032年达140亿美元 2025-2032年复合年增长率9.06% [1] - 美国市场2024年规模11亿美元 预计2032年达21.8亿美元 同期复合年增长率9.05% [1] 区域市场分析 - 亚太地区2024年以37.21%收入份额领先市场 主要受益于智能设备和人工智能技术快速采用 [3] - 中国在市场占据领先地位 拥有众多制造商和政府支持 [3] - 北美预计以9.94%复合年增长率最快增长 受汽车和医疗保健领域需求推动 [3] - 欧洲呈现稳步增长 德国处于领先地位 [3] - 中东、非洲和拉丁美洲在人工智能投资和语音技术使用增长支持下逐步扩张 [3] 产品类型细分 - MP3解码芯片2024年以44.94%收入份额领先市场 主要应用于智能音箱、车载信息娱乐系统和便携式音乐播放器 [3] - FLASH类型细分市场预计2025-2032年以10.21%复合年增长率快速增长 优势在于可重新编程和灵活性 [4] 应用领域分析 - 消费电子领域2024年贡献超过33.56%收入 语音控制广泛应用于智能电视、智能手机和家用电器 [4] - 汽车市场预计2025-2032年以10.02%复合年增长率最快增长 受免提语音功能需求推动 [4] 主要参与企业 - 亚太地区主要参与者包括科大讯飞和百度 [3] - 北美地区SoundHound AI等公司推动增长 [3] - MP3解码芯片领域科胜讯(Conexant)和SigmaTel凭借尖端处理器处于领先地位 [3] - FLASH类型由联发科等公司引领 [4] - LGE利用ThinQ平台将人工智能引入设备 Sensory使用TrulyHandsfree技术提供语音交互功能 [4] - 汽车领域Sound Hound AI等公司的交易以及蔚来汽车Nomi AI创新技术显示语音控制芯片作用增强 [4]
大芯片,巨变!
半导体行业观察· 2025-06-10 09:18
大芯片市场格局变化 - 大芯片市场过去由英特尔、AMD和IBM主导,但近年来英伟达凭借GPU优势实现反超,Arm也找到切入机会 [1] - 高通收购SerDes供应商Alphawave后,大芯片市场格局发生重大变化 [1][7] SerDes技术的重要性 - SerDes是数据中心通信的关键技术,用于芯片间高速串行通信,取代并行链路 [3] - 20世纪90年代末至21世纪初,SerDes速率从OC-24(2488.32Mbps)发展到10Gbps,并广泛应用于PCB和背板通信 [3] - 现代FinFET技术中,基于DSP的SerDes架构成为主流,支持PAM4调制,使数据吞吐量翻倍 [4][5] - SerDes技术支撑数据中心和消费电子产品的数字通信标准,是异质芯片市场的关键需求 [6] 芯片巨头在SerDes领域的竞争 - 博通、Marvell、英伟达、英特尔、AMD和联发科均为SerDes市场的高端玩家 [8] - 英伟达的NvLink技术从第一代(160GB/s双向带宽)迭代至第五代,支持200G SerDes,并开放IP授权 [9][10] - 英特尔在2013年展示224G PAM4 SerDes,支持短距离和中距离连接,并曾收购与Alphawave创始人相关的公司 [10][11] - AMD的Infinity Fabric依赖高性能SerDes,支持封装内和封装间通信 [12] - 联发科展示224G SerDes,扩展其ASIC产品组合 [13] 高通收购Alphawave的战略意义 - Alphawave是全球第四大IP公司,收入从0增长至2.7亿美元,拥有224G PAM4 SerDes技术 [8] - 收购Alphawave补强高通在数据中心市场的连接能力,与Oryon CPU和Hexagon NPU形成协同 [13] - Alphawave的Chiplet和UCIe IP技术(支持36G die-to-die速率)为高通布局未来异构计算提供优势 [14] 行业竞争格局展望 - 高通通过收购切入数据中心市场,将成为英伟达、英特尔和AMD的有力竞争对手 [16] - Arm也在积极布局芯片领域,进一步加剧市场竞争 [14][16] - 大芯片市场对初创公司的机会逐渐减少 [16]
颠覆性技术,让芯片制造速度提高15倍!
半导体行业观察· 2025-06-10 09:18
核心观点 - Inversion Semiconductor提出基于激光尾场加速器(LWFA)的颠覆性光刻技术方案,其光源功率比ASML现有技术高33倍,芯片制造速度可提升15倍[4][12][24] - 该技术采用桌面级粒子加速器(比传统加速器小1000倍),输出功率达10千瓦,支持20nm至6.7nm波长范围,包括ASML当前使用的13.5nm EUV光[8][12][16] - 公司计划开发完整光刻系统与ASML直接竞争,但面临拍瓦级激光器的高成本、高功耗(比ASML高10倍)及生态系统构建等重大挑战[5][6][21][25] 技术原理 - LWFA技术利用飞秒级激光脉冲与等离子体相互作用产生加速电场,电子在厘米级距离内可获得千兆电子伏特(GeV)能量,加速场强达传统方法的100-1000倍[12] - 产生的辐射具有相干性、单色性和可调谐性,波长可短至6.7nm(当前工业未应用),为下一代光刻提供可能[12][16] 研发进展 - 已建立小型激光实验室开发激光稳定技术,并与劳伦斯伯克利国家实验室合作推进BELLA-LUX项目[14] - 近期目标为开发"星光"光源(1kW功率,20-6nm波长),应用于工业X射线成像和掩模检测,特斯拉等公司已表示兴趣[16] - 正在研发LITH-0光刻原型机,配备EUV反射镜系统,但量产时间未明确[16] 竞争与合作 - 需与ASML等现有厂商合作以兼容现有设备,但需开发新光束整形和计量系统,ASML可能缺乏合作意愿[22] - 若独立开发光刻系统,需构建全新生态系统(包括光刻胶、防护膜等),且缺乏晶圆厂设备量产经验[22][25] 技术挑战 - 拍瓦级激光系统体积庞大、维护复杂,稳定性与重复频率尚未验证[21] - 电子束在超过1GeV时存在能量分散和光束发散问题,影响光刻图案精度[21] - 短波长光学需全新反射镜设计,增加技术复杂度[21]
定制化ASIC成AI芯片最优选?
半导体行业观察· 2025-06-10 09:18
博通AI业务增长 - 得益于GenAI发展,AI业务占据全球系统收入一半,定制ASIC设计和AI网络业务将主导博通半导体业务[1] - 2025财年Q2博通AI相关半导体份额连续第二次超50%,未来可能突破75%[3] - 5月当季销售额150亿美元同比增20.2%,营业利润58.3亿美元同比翻倍,主要受益于VMware成本削减和VCF产品线调整[3] 财务表现与业务结构 - 基础设施软件部门营业利润率达76%,芯片业务营业利润率57%,后者规模为前者的三分之一[3] - 净利润增长2.3倍至49.7亿美元占营收33.1%,接近收购VMware前水平[5] - VMware贡献217.1亿美元营收和145.9亿美元利润,相当于芯片业务一半,预计三年内收回610亿美元收购成本[6] 半导体业务细分 - 芯片业务销售额84.1亿美元同比增16.7%,AI芯片收入增46.7%至44.2亿美元,非AI芯片下滑4.8%至39.9亿美元[8] - AI计算销售额26.5亿美元同比增34.5%,AI网络销售额17.7亿美元同比增67.7%[10] - 2023财年AI芯片销售额38亿美元,2024财年增长3.2倍至122亿美元[11] 未来展望 - Q3预计销售额158亿美元同比增21%,芯片销售额91亿美元同比增25%,AI计算和网络业务分别增42%和近100%[14] - 2025财年AI总收入预计190亿美元,2026财年或再增60%至300亿美元[14] - 科技巨头加速研发定制AI训练/推理ASIC,通过硬件软件协同优化实现性能超越商用芯片[14][15] 客户与市场动态 - 博通拥有谷歌、Meta、OpenAI三家定制计算引擎客户,另有四家潜在客户包括苹果和字节跳动[8] - 网络销售额51.21亿美元增337%,服务器存储连接销售额10.1亿美元增22.6%[14]