كشف تحليل SemiAnalysis أن عقدة SMIC N+3 تتوافق مع Intel 18A في خطوة المعدن

المتحدث: ديلان باتيل، مؤسس SemiAnalysis

المُقدِّم: لا يوجد (فيديو توضيحي مستقل)

مصدر البودكاست: SemiAnalysis

هل تجاوزت الصين للتو إنتل؟

تاريخ البث: 2026 يوليو 20

إفصاح عن المصلحة: هذا الفيديو هو تحليل للتقرير الأولي المنشور من مختبر تفكيك STEEL التابع لـ SemiAnalysis، وهو يروج مباشرة لمنتج التفكيك المدفوع. توجد علاقة تنافسية تجارية مباشرة بين SemiAnalysis و TechInsights، العملاق الراسخ في التفكيك (الذي يتم حاليًا بيعه لصندوق استثمار خاص، وقد تجاوز إيرادات SemiAnalysis إيرادات TechInsights). المحتوى أدناه يعرض تحليله التقني بدقة، ولا يعبر عن موقف هذا المجلة.

قامت SemiAnalysis بفتح أحدث شريحة رائدة من هواوي،麒麟 9030، وقياس عرض أرق خطوط معدنية تحت المجهر الإلكتروني. كانت النتيجة مفاجئة: المسافة المعدنية الأصغر في عملية نانومتر 7 الجيل الثالث من SMIC، N+3، هي فقط 32.5 نانومتر، وهي أضيق من الـ36 نانومتر المستخدمة في عملية Intel 18A على Panther Lake. مصنع شرائح صيني تم قطع إمداداته بآلات Lithography EUV، تفوق في كثافة التوصيل على العقدة المتقدمة لـIntel.

لكن SemiAnalysis حذرت في تقريرها بنفسها أن هذا الرقم تم اختياره عمدًا. فبالفعل، تساوى N+3 في كثافة الترانزستورات مع N6 التابع لـ TSMC، لكن بثمن تضمين أربعة أنماط، وعدد أكبر من الأقنعة الضوئية، وتكاليف أعلى، وكفاءة إنتاج أقل؛ كما أن الأداء واستهلاك الطاقة تأخر بشكل أكبر، حيث يعادل كيرين 9030 تقريبًا هواتف أندرويد الرائدة قبل ثلاث سنوات. باختصار، لا تزال شرائح الصين متخلفة بسنوات عديدة، لكن التأخر لا يعني التوقف. لم تمنع القيود على التصدير الصين، بل غيرت فقط نوع السؤال. الجملة الأخيرة في الفيديو هي الأكثر استحقاقًا للتأمل: لا تحتاج الصين إلى اللحاق بـ TSMC، بل فقط إلى أن تكون جيدة بما يكفي لكي ت перест_need TSMC تمامًا.

عن ذلك الرقم المذهل في العنوان

كيف يمكن تحقيق كثافة على مستوى EUV دون استخدام EUV؟

حول مساواة الكثافة وتأخر الأداء

عن سبب خوف الناس من الصين

حول真正的胜负手

حاليًا، ينقسم عالم تصنيع أشباه الموصلات إلى مجموعتين: أولئك الذين يمتلكون أجهزة الليثوغرافيا EUV، وأولئك الذين لا يمتلكونها. إن فقدان EUV يمثل عيبًا واضحًا للصين، لكن ما مدى حجم هذا الفجوة التصنيعية؟

هذه شريحة HiSilicon Kirin 9030، المستخدمة في أحدث هاتف ذكي فاخر من Huawei. قبل بضعة أسابيع، قطّعتها SemiAnalysis ووضعتها تحت مجهر إلكتروني لقياس أدق الأسلاك الداخلية في الشريحة، أي فجوة المعدن. النتيجة التي رُئيت كانت مفاجئة.

المسافة المعدنية الأصغر داخل Kirin 9030 هي فقط 32.5 نانومتر، وهي أصغر من Panther Lake، الذي يستخدم عقدة Intel الجديدة 18A. مصنع صيني مُنع من الوصول إلى أحدث الأدوات وخالٍ من EUV، يتمتع بكثافة توصيل أعلى بحوالي 10% مقارنة بعقدة EUV الرائدة من Intel.

في هذا الفيديو، سنوضح ثلاثة أمور: كيف تمكّن SMIC من دون EUV؛ لماذا لا يعني بالضرورة أن الخطوط الأدق أفضل؛ ولماذا حتى مع تأخر سنوات، بدأت الصين في أن تصبح لاعبًا مهمًا على طاولة تصنيع الوفرات.

دعونا أولاً نتحدث عن أصل هذه الأرقام والقياسات، لأن هذا الأمر بحد ذاته مثير.

أنشأت SemiAnalysis مختبرًا لفك التجميع يُسمى STEEL، وهو اختصار لـ SemiAnalysis Teardown Engineering and Evaluation Lab. فك التجميع، كما يوحي الاسم، يعني فتح الرقائق الأحدث في العالم فعليًا وتحليلها عكسيًا لفهم كيفية تصنيعها. على مدار العقدين الماضيين تقريبًا، كانت هناك شركة واحدة فقط قادرة على تنفيذ هذا الأمر بحجم كبير، والآن لم تعد كذلك.

إذًا، كل شيء تراه من الآن فصاعدًا، مثل المقطع العرضي، وعرض الخط، وعدد الترانزستورات، يأتي مباشرة من STEEL.

الذي يكمن على "طاولة الجراحة" هو كيرين 9030، معالج SoC الرائد من هواوي، المبني على تقنية SMIC第三代 7 نانومتر، والمعروف داخليًا باسم N+3، وهو أيضًا أحدث تقنية في الصين حاليًا.

لكن الرقم الواحد فقط لا معنى له، بل يحتاج إلى مرجع. لذلك قام STEEL أيضًا بتفكيك شريحة أخرى، وهي Helio G99 من MediaTek، وهي SoC اقتصادية للهواتف، مصنوعة باستخدام تقنية N6 من TSMC. السبب بسيط: تقنية N6 من TSMC وتقنية 7 نانومتر N+3 من SMIC تقعان تقريبًا في نفس الفئة والعقدة نفسها. واحدة مصنوعة بأفضل المعدات الغربية، والأخرى مصنوعة في الصين تحت قيود التصدير. عندما توضع الشريحتان تحت نفس المجهر، فإن النتيجة على الأرجح ستُروي القصة الكاملة.

لا تُسرع في مقارنة عنوان N+3 مع Intel 18A، بل ابدأ بمقارنة N+3 مع N6. هل حقق SMIC N+3 فجوة معدنية أدق من N6؟ الإجابة المختصرة: نعم، حقق ذلك.

تم قياس أصغر فجوة معدنية داخلية في كيرين 9030 بـ 32.5 نانومتر، بينما أصغر فجوة معدنية في هيليو G99 المبني على N6 هي 40 نانومتر، والفرق كبير جدًا.

لكن "الخطوط أرق" تشير إلى الكثافة، أي عدد الدوائر المنطقية التي يمكن تحميلها في مليمتر مربع واحد، ولا توضح مباشرة جودة هذه الشريحة أو هذا العقدة ككل. إن أصغر فجوة معدنية هي جزء واحد فقط من المعادلة، ولا توضح سرعة تشغيل التبديل المنطقي أو كمية الطاقة المستهلكة.

من حيث الكثافة وحدها، حققت SMIC ذلك بالفعل. N+3 تبلغ حوالي 113 مليون ترانزستور لكل مليمتر مربع، بينما تبلغ TSMC N6 حوالي 108 مليون. لذا، صحيح أن أحدث عقد DUV من SMIC تفوق كثافته على عقد EUV.

كيف يمكن تحقيق كثافة على مستوى EUV بدون EUV؟ هناك طريقتان، وكل منهما لها تكلفتها.

الخطة الأولى هي التصوير المتعدد الأنماط. يسمح لك EUV بطباعة نمط دقيق نسبيًا في ضربة واحدة. بدون EUV، يجب أن تكون أكثر إبداعًا: تبدأ بطباعة نمط خشن، ثم تُ depositer طبقة رقيقة من المسافات (spacer) على الحواف، ثم تُنحت، وتستخدم هذه المسافات كقناع جديد وأدق. هذا يشبه رسم خط، ثم تلوين حديه لتكوين خطين أدق، ثم تكرار العملية. تنفيذها مرة واحدة يُسمى التصوير الذاتي التزامن المزدوج (SADP)، حيث تكون المسافات مُعرفة ذاتيًا عبر النمط الموجود. تنفيذها مرتين يُسمى التصوير الذاتي التزامن الرباعي (SAQP). الطبقة الأدق في SMIC تتطلب النسخة الرباعية.

كلما زاد عدد المرات التي تمر بها، زادت طبقة الحماية، وزادت فرص التوجيه الخاطئ، وارتفع التكلفة، وانخفض معدل المنتجات الجيدة. "أنت تعرف أنني لا أحب معدلات الإنتاج المنخفضة."

الخطوة الثانية هي DTCO، أو التحسين التعاوني بين التصميم والتقنية. أي التوقف عن اعتبار تصميم الرقاقة وتقنية التصنيع كمشكلتين منفصلتين، بل تحسينهما معًا. عمليًا، هذا يعني تقليل حجم مخطط الوحدة نفسها: استخدام عدد أقل من الزعانف لكل ترانزستور، ووضع اتصال البوابة مباشرة فوق البوابة النشطة بدلاً من وضعه على جانب واحد، أو تقليل المسافة العازلة بين الوحدات المجاورة.

كل تقنية DTCO تُسترجع منها مساحة صغيرة، لكن كل منها تجعل الترانزستورات أكثر هشاشة وأصعب في النمذجة. لذا فإن SMIC حققت بالفعل تكافؤًا في الكثافة مع عقدة EUV الخاصة بـ TSMC، لكنها فعلت ذلك من خلال استخدام عدد أكبر من الأقنعة، وخطوات أكثر، واحتمالات فشل أعلى لفرض DUV. هذا لا يُعد تكافؤًا.

الكثافة تبدو مذهلة، لكنها أيضًا المكان الذي تبدأ فيه بالانهيار. لأن المساحة هي أبسط بعد يمكن تعديله، بينما استهلاك الطاقة والأداء أصعب بكثير.

بعد أن توقف قانون دينارد للتصغير في منتصف العقد 2000، انتهى القاعدة القديمة التي سميت باسم روبرت دينارد والمتمثلة في أن تقليل حجم الترانزستورات يؤدي إلى أداء أسرع واستهلاك طاقة أقل. لقد انتهت فترة التصغير المجاني، وبعد الانتقال إلى DTCO، يجب السعي للحصول على السرعة والكفاءة بشكل منفصل، ولا يمكن تحقيق كليهما معًا.

هذا بالضبط ما يمكن رؤيته على عقدة SMIC N+3. إن كيرين 9030 Pro شريحة ذات كثافة نسبية، لكن أدائها يعادل تقريبًا أجهزة أندرويد الرائدة منذ ثلاث سنوات. مقارنة بأفضل شرائح آيفون وكميكو وميليفيك وسامسونغ اليوم، فهي ليست في نفس الفئة إطلاقًا. الفجوة في الكفاءة أكبر من الفجوة في السرعة.

أفضل مثال هو نوى كفاءة الطاقة الصغيرة جدًا من Apple. أداء Apple E-core في العمليات الصحيحة تجاوز النواة الرئيسية Prime Core من Huawei، مع استهلاك طاقة حوالي واط واحد فقط، بينما تستهلك النواة الرئيسية لـ Huawei 4.5 واط. من حيث الأداء لكل دورة، تقع النواة الرئيسية Prime Core من Huawei تقريبًا على مستوى Arm Cortex-X2، وهو تصميم من عام 2021. بصراحة، هذا إنجاز هندسي محترم جدًا. لكن Apple M1 من عام 2020 كانت أسرع بحوالي 35% في الأداء لكل دورة عند استهلاك طاقة مشابه. بينما يتفوق الفريق الرائد الحالي على كليهما بخطوات عديدة.

لذلك فإن N+3 لديها ميزة طفيفة على N6 من حيث الكثافة، لكن N6 هو عقدة قديمة منذ سنوات عديدة. بالفعل، تستخدم آيفون وكمكوين العقد N4 وN3، وهي أكثر كثافة وأفضل بكثير من حيث منحنى الجهد والتردد. وستظهر شرائح مبنية على N2 في وقت لاحق من هذا العام. لديهم عدد أكبر من الترانزستورات، وكل ترانزستور يفتح ويغلق بسرعة أكبر وباستهلاك طاقة أقل. إن SMIC تسعى للتعويض في بعد خاطئ. أصبحت الخطوط أرق وارتفعت الكثافة، لكن الفيزياء الأساسية للعقدة لم تواكب التطور.

عند مقارنة N+3 و18A الأحدث من Intel، يصبح التباين أكثر وضوحًا. نظريًا، يمكن لـ 18A تحقيق مسافة معدنية M0 بحجم 32 نانومتر، وهو ما يعادل N+3. لكن في Panther Lake، تستخدم Intel كميات كبيرة من الوحدات عالية الأداء، مما يزيد مسافة المعدن إلى 36 نانومتر.

وفقًا للأهداف التصميمية، فإن فجوة M0 الأكبر أيضًا تجلب فوائد من حيث التكلفة ونسبة المنتجات الجيدة، لأنها تقلل من التعقيد. لكن هذا يفترض أن لديك الحرية في تحديد أين وأיך تقلص، مما يعني أن عنوان "أدق من Intel" صحيح من حيث الحقيقة، لكنه لا يعبر عن القدرة التنافسية. الأرقام صحيحة، لكنها تقاس بأشياء لا تحدد من سيكسب.

من حيث كثافة الترانزستورات، يتفوق 18A بوضوح على N+3، حتى مع تقليل توتر المسافات المعدنية قليلاً. لأن الشريحة لا تقتصر فقط على الكثافة، والكثافة لا تقتصر فقط على مسافة المعدن M0. إن التغذية الخلفية تسمح لك بجعل مسافات المعدن الأمامية أصغر، لأن اتصالات الطاقة تدخل من ظهر الشريحة.

لماذا لا يزال الجميع يخافون من الصين؟ لأن التأخر ببضع سنوات يختلف تمامًا عن التوقف التام.

لا يزال لدى SMIC مساحة للنمو على DUV. المعادن السفلية الأدق، مثل M0، هي الطبقة المعدنية الأولى فقط، وهناك طبقات عديدة بعدها. وحدات أقصر، ومسافات بوابة أضيق. نظريًا، يمكن لـ N+4 المستقبلي أن يوازي كثافة TSMC N5 تقريبًا، ويمكن لـ N+5 مع التغذية الخلفية أن يصل إلى كثافة Intel 18A. لكن أكرر مرة أخرى، هذا يتعلق بالكثافة فقط، وليس بالاستهلاك أو الأداء.

المفتاح هو أن الصعوبة تتراكم. كل تحسين على حدة يبدو معقولًا، لكن بدون EUV لدمجها جميعًا، فإن كل عقدة جديدة أبطأ وأكثر تكلفة وأقل تسامحًا من السابقة. يمكنك الاستمرار في تسلق الجدار، لكن الجدار سيصبح أكثر حدة فقط.

لم تمنع قيود التصدير الصين، بل غيرت فقط نوع المسألة التي تحلها الصين.

والمعرفة تنتشر. طُلب من SMIC ترخيص تقنيات N+2 وN+3 لشركات تصنيع أشباه الموصلات المحلية الأخرى. إذا انتقلت هذه الخبرات العملية إلى وحدات تسريع الذكاء الاصطناعي، فلن تكون نقطة الضغط هي شركة تصنيع أشباه موصلات واحدة يمكن فرض عقوبات عليها، بل نظامًا بيئيًا بأكمله.

راجع سريعًا لعقد SMIC النانومتر 7 N+3. لا يوجد EUV، ولا يوجد تغذية خلفية بعد. التعقيد أعلى، التكلفة أعلى، والفجوة في الكفاءة حقيقية. وفقًا لأي مؤشر رئيسي على الحدود前沿، لم تُقَلّص الصين الفجوة مع TSMC وIntel وSamsung. هذا واضح جدًا تحت المجهر.

لكن "التأخر عن الحدود前沿" و"غير ذي أهمية" هما أمران مختلفان. إذا كانت الشرائح الصينية جيدة بما يكفي لاستخدامها في الهواتف، والاستنتاج، والشبكات، وأي مجال حساس من حيث الأمان، فهذا يعني النجاح. لا تحتاج الصين إلى أن تصبح TSMC لتكون ذات معنى. ما عليها سوى أن تكون جيدة بما يكفي للاستغناء التام عن TSMC.

جميع المحتويات في الفيديو مأخوذة من STEEL: التصحيح التوضيحي، تحليل على مستوى الكتلة، مقاطع ميكروسكوب إلكتروني تمر مباشرة عبر المنطق والتخزين. هناك العديد من التفاصيل التي لم تُستعرض في الفيديو: عملية التصنيع الكاملة، تحليل المواد، قياسات الزعانف، فك التغليف. إذا كنت ترغب في استكشاف أعمق لعقد SMIC الأحدث، يمكنك الاطلاع على مقالات SemiAnalysis التفصيلية، والرابط موجود في وصف الفيديو.

هذا أول تقرير عام لـ STEEL، وسيتبعه بالتأكيد المزيد. يمكن للمهتمين بهذا النوع من المحتوى الاشتراك. "أنا متحمس جدًا لسماع آرائكم حول هذا الأمر. هل هو جيد بما يكفي ليصبح غير ضروري لشركة TSMC؟ أخبرني في قسم التعليقات."

تنظيم وتأليف: Shenchao TechFlow