日媒：中国多年前开始申请EUV和2nm芯片的专利，全球的竞争对手们需要紧张起来了

　　散英魂寄千万雄鹰翱翔神州，

　　尽智魄载十亿慧芯呼唤华夏。

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　　前沿导读

　　据日经中文网发文指出，日经XTECH、日经ELECTRONICS根据日本专利调查公司Patentfield的专利分析工具对中美芯片公司的技术专利进行了总体分析。

　　从整体的数据信息来看，中国大陆企业在GPU、晶体管结构、芯片制造技术等多个领域开始对美国老牌企业穷追猛打，并且在先进技术领域提前进行技术布局，与美国、韩国等国家的企业展开持久性的未来竞争。中国企业在芯片产业上抢占技术制高点的决心，给国际企业造成了一种未知的恐惧感。

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　　技术专利

　　2019年，中国企业在GPU领域的专利申请数量开始呈现出上升的趋势。到了2023年，中国的技术申请数量达到了3091项，对比2018年的数量增长幅度将近10倍，相当于美国英特尔的3倍、英伟达的5倍，但是远低于韩国三星。

　　三星电子的大规模专利申请，与高带宽内存有直接关系。高带宽内存与GPU进行ai领域的协同工作，三星本身就是存储器业务的巨头，这种大规模技术申请的数量也标志着三星正在为以后的ai产业埋下技术伏笔。

　　在技术含量最高的晶体管和芯片制造领域，中国企业正在缓慢向前推进。

　　现阶段的国际芯片产业，一致认为想要将芯片技术推进到2nm的下一个时代，采用GAA晶体管结构是最直观的技术方案。

　　芯片的晶体管结构分为三个阶段，14nm以上的工艺采用平面晶体管结构，14nm及以下工艺使用胡正明开发的Fin FET晶体管结构，到了2nm及以下工艺，需要采用GAA晶体管结构。

　　在GAA结构的专利申请中，台积电毋庸置疑的成为了全球企业的老大。

　　而大陆企业则是在2018年开始布局，2023年的时候申请了大约20项相关专利。虽然数量不多，但还在持续推进，这种在专利层面的循序渐进，也标志着中国企业正在进行未来2nm芯片的研究，与国际巨头打持久战。

　　在EUV以及光刻技术的专利申请上面，中国大陆企业也在积极布局。由于美国的制裁封锁，大陆企业无法获得先进的EUV光刻机，这极大制约了中国开发自主先进芯片的进度。

　　在此之前，中国芯片企业一直以设计为主，并且在某些设计领域具备与美国企业比拼的实力。但是本土制造技术与设计水平存在脱节，以至于美国的出口管制让许多中国企业空有设计能力，却无法将芯片制造出来销售。

　　这也在一定程度上迫使设计企业进入芯片制造领域，并联合国内的老牌晶圆工厂解决先进芯片的卡脖子问题。

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　　技术路径

　　尽管中国被封锁了EUV光刻机，但是中国企业曾经采购了一批先进的浸润式DUV光刻机，这些DUV光刻机搭配先进的刻蚀机，再加上自对准多重图案化技术（SAQP）实现7nm芯片的制造。

　　根据前台积电研发副总裁林本坚在个人作品中表示，多重图案化技术对于套刻精度的要求很高，假设套刻的CD偏差为1.5%，如果该偏差无法得到有效的解决，那么其最终将会导致6阶的误差也就是8.4%，这对于芯片制造来说是致命的影响。

　　前台积电研发处长、前中芯国际董事杨光磊也在接受采访时表示，采用比EUV差一些的浸润式光刻机制造先进芯片，这是可行的方案，也是一条被验证过的方案。

　　但想要继续制造5nm甚至是更先进的芯片，理论上是可能的，不过良品率不可控，所投入的资源也不可控，这完全是一个技术无人区。

　　尤其是对于那些没有涉足制造业的芯片公司来说，这个难度就更大了，短时间内看不到成果，需要持续积累经验才有可能成果。

　　彭博社早在2024年就发布了相关报告，报告指出中国本土企业正在尝试使用有限的设备，通过传统方法制造5nm芯片。这种方法无异于霸王硬上弓，目前在国际层面还没有企业能够成功。台积电、三星、英特尔均已经转向EUV技术，中国企业是目前唯一一个用DUV光刻机冲击5nm芯片的企业。

　　未来2nm芯片的结构将会从Fin FET过渡到GAA，晶体管内部的栅极四面包围着纳米片，因此会晶体管会获得更好的电流控制，尽量避免量子隧穿效应。

　　以现在的情况来看，中国企业已经在积极布局晶体管结构的技术专利，从底层的基础结构开始研发，逐步建立起一套属于中国企业的芯片产业链。

　　在没有解决EUV光刻机的情况下，采用浸润式光刻机和自对准多重图案化技术依然是一个折中并且成熟的方法。

　　麒麟芯片的重新回归，标志着中国企业已经走通了采用多重图案化技术制造先进芯片的路线，下一步就是要继续降低供应链风险，实现芯片制造的可持续性发展。在保证供应链体系安全稳定的情况下，去尝试通过现有的技术设备制造全新晶体管结构的芯片。