摘要
中芯国际已实现其5纳米级N+3工艺的量产，该工艺完全在无极紫外（EUV）光刻设备的条件下，通过深紫外（DUV）技术及多重图形化方案达成。华为麒麟9030芯片被确认采用此工艺制造，标志着中国在半导体自主化进程中取得关键进展。然而，该技术路径面临制造挑战、高昂成本和严峻的良率问题，分析认为当前生产可能处于“技术展示大于经济收益”的亏损状态，且光刻环节仍高度依赖ASML的现有DUV设备。
线索
此次技术突破呈现出显著的双面性。风险方面，核心在于经济可行性。通过DUV多重图形化强行实现5纳米级制程，导致工艺复杂度剧增、良率低下和生产成本高昂，使得中芯国际在该节点的运营极有可能处于亏损状态，短期内难以贡献正向利润。此外，该工艺仍高度依赖ASML的DUV光刻机，并未完全摆脱外部供应链制约，而国产光刻设备在短期内尚无法支撑如此先进的制程。机会方面，其战略价值远超短期经济利益。它为华为等国内科技企业提供了关键的先进芯片供应保障，有效绕开了部分技术封锁，巩固了中芯国际在国内产业链中的核心地位。这一成就也极大地推动了中国半导体工程能力的极限探索，为未来技术积累和人才培养奠定了基础，并可能进一步加速国产高端设备研发的投入与进程。
正文
中国晶圆代工企业中芯国际（SMIC）已正式实现其最新5纳米级工艺节点SMIC N+3的量产。该制程被视为中国境内目前最先进的半导体制程，其特点是在完全无极紫外（EUV）光刻设备的条件下，依托深紫外（DUV）光刻技术完成芯片制造。
一家芯片拆解机构在对华为麒麟9030移动芯片的分析中确认，这款系统级芯片（SoC）已采用SMIC N+3工艺制造。相较于此前用于华为昇腾系列AI加速器的7纳米级SMIC N+2工艺，新一代N+3在工艺代际上前进了一代。
在缺乏EUV设备的前提下，以DUV技术切入更先进制程带来了明显的制造挑战和成本压力。EUV光刻机采用约13.5纳米波长的光源，而先进的浸没式DUV扫描设备波长为193纳米。为弥补设备代际差距，中芯国际采用了激进的多重曝光和多重图形化方案，通过多轮DUV曝光将单次图形精度从传统的亚38纳米水平压缩至接近35纳米，再通过叠加完成整套电路版图的刻蚀。
工艺分析显示，SMIC N+3在金属线间距等关键参数上采取了高度激进的收缩策略。然而，多重图形化带来的工艺复杂度和缺陷风险显著上升，导致良率面临严峻考验，大量晶圆在生产中难以达到高良率输出。有分析人士认为，基于N+3工艺量产的麒麟9030芯片，在当前阶段可能处于“技术展示大于经济收益”的状态，部分晶圆需通过降频或降配等方式挽救为低规格产品，其制造环节极有可能是亏损运营。
从技术演进角度看，多重图形化是半导体行业在EUV技术成熟前就已应用的工艺策略，例如自对齐四重图形化（SAQP）技术。中芯国际在N+3节点上的路线被看作是对既有技术体系的极限优化和工程化落地。目前，外界对SMIC N+3的具体良率、成本结构等核心数据掌握有限，相关评估多基于技术推演，其长期可行性有待更多商业化进展验证。
在装备来源方面，中芯国际曾于9月被曝正在测试由上海屹梁晟科技研发的国产浸没式DUV扫描设备。该设备定位为面向28纳米级工艺的光刻平台，性能大致相当于国际厂商在2008年前后推出的早期产品。分析认为，从设备性能与导入节奏推算，短期内完全依赖国产DUV装备实现N+3节点量产并不现实。因此，麒麟9030所采用的N+3工艺，在光刻环节仍高度可能依托来自ASML的既有DUV工具，国产设备则更多承担中低端制程验证与产业链补位的角色。
发布时间
2025-12-12 13:31:00
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