Ipinakita ng SemiAnalysis na ang SMIC's N+3 node ay tumutugma sa density ng TSMC N6 nang walang EUV

Ipinagsasama at inilalathala: Deep潮 TechFlow

Guesto: Dylan Patel, tagapagtatag ng SemiAnalysis

Host: Walang host (independent commentary video)

Source ng podcast: SemiAnalysis

Nakalampas ba ng China ang Intel?

Air date: July 20, 2026

Pahayag ng interes: Ang video na ito ay isang pagsusuri sa unang pampublikong ulat ng STEEL Disassembly Lab ng SemiAnalysis, na direktang ipinapromote ang kanilang bayad na serbisyo sa pagdisassemble. May direktang komersyal na kompetisyon ang SemiAnalysis sa matandang lider sa pagdisassemble, TechInsights (na kasalukuyang binibili ng private equity, at ang kita ng SemiAnalysis ay napatalsik na ang TechInsights). Ang mga sumusunod ay isang tapat na pagpapakita ng kanilang teknikal na pagsusuri at hindi nagpapahiwatig ng posisyon ng aming pahayagan.

Sinuri ng SemiAnalysis ang pinakabagong flagship chip ng Huawei, ang Kirin 9030, at sinukat ang pinakamaliit na lapad ng metal line sa ilalim ng elektronikong mikroskopyo. Ang resulta: ang pinakamaliit na metal spacing ng third-generation 7-nanometer process ng SMIC, ang N+3, ay 32.5 nanometer lamang—mas maliit kaysa sa 36 nanometer na ginagamit ng Intel sa kanilang pinakabagong 18A process sa Panther Lake. Isang Chinese wafer fab na nakakulong sa pagkakaroon ng EUV lithography machine, ay nakalampas sa density ng wiring ng领先 node ng Intel.

Ngunit binigyan na ng babala ng SemiAnalysis sa kanilang sariling report na ang numero na ito ay pinili nang may konsiderasyon. Ang N+3 ay talagang nakasabay sa densidad ng transistor ng N6 ng TSMC, ngunit sa gastos ng quadruple patterning, mas maraming mask, mas mataas na gastos, at mas mababang yield; ang performance at power consumption ay naiwan pa rin, at ang Kirin 9030 ay maaaring katumbas lamang ng isang Android flagship na tatlong taon na ang nakalipas. Sa madaling salita, ang mga chip ng China ay naiiwan pa rin ng ilang taon, ngunit ang pagiging naiiwan ay hindi katumbas ng pagkakapit. Ang mga pagsasara sa pag-export ay hindi nakatigil sa China, kundi nagbago lang ng tanong. Ang huling pangungusap sa video ang pinakamahalagang pag-isipan: hindi kailangan ng China na makasabay sa TSMC, kundi sapat na maging magaling upang hindi na kailangan ng TSMC.

Tungkol sa nakakagulat na numero sa pamagat

• Isang Chinese wafer fab na walang access sa pinakamodernong mga kasangkapan at walang EUV, ang density ng pagpapalit ay naging mas malapit ng halos 10% kaysa sa pinakamalikhaing EUV node ng Intel.
• Ang minimum metal spacing ay bahagi lamang ng density, at hindi ito nagpapakita kung gaano kalakas ang logic switch o gaano karaming kuryente ang nasasayang.
• Totoo ang bilang na ito, ngunit ang bagay na ito ay sinusukat ay hindi nagpapasya kung sino ang mananalo.

Paano makakamit ang density na EUV nang walang EUV?

• Ang EUV ay nagpapahintulot sa iyo na maglabas ng isang detalyadong pattern sa isang tama. Walang EUV, kailangan mong maging mas malikha.
• Bawat dagdag na paglalakbay, dagdag na protective shield, dagdag na pag-align, at dagdag na pagkakamali—mas mataas ang gastos, mas mababa ang yield.
• Totoo na nagamit ni SMIC ang brute force upang maabot ang density ng DUV sa antas ng EUV, ngunit sa halagang mas maraming photomask, mas maraming hakbang, at mas maraming posibilidad ng pagkabigo. Hindi ito pantay.

Tungkol sa pagkakapareho ng densidad at pagkabigo sa performance

• Naging mas maliit ang linya, tumataas ang density, ngunit hindi kasunod ng physical ng node.
• Ang mga maliit na efficiency cores ng Apple ay nakapag-run ng integer performance na mas mataas kaysa sa mga large cores ng Huawei, at nagpapagana lamang ng 1 watt, habang ang mga large core ng Huawei ay nangangailangan ng 4.5 watt.
• Ang SMIC ay nagkamali sa dimensyon.

Tungkol sa bakit takot pa rin ang mga tao sa China

• Dalawang iba’t ibang bagay ang pagiging naiwan ng ilang taon at ang pagiging nakapinsala.
• Maaari mong patuloy na pumapalabas, ngunit ang pader ay magiging mas malapit.
• Hindi tinigil ng mga pagsasabay sa pag-export ang China, kundi nagbago lang sa isang iba pang tanong na sinusolve ng China.

Tungkol sa totoong pambubuksan ng tagumpay

• Hindi kailangang maging TSMC ang China upang maging makabuluhan. Sapat na silang maging mabuti upang hindi na kailangan ng TSMC.

Sa kasalukuyan, ang mundo ng paggawa ng semiconductor ay nahahati sa dalawang grupo: ang may EUV lithography machine at ang walang EUV. Ang pagkawala ng EUV ay isang malinaw na kahinaan para sa China, pero gaano kalaki ang pagkakaiba sa paggawa?

Ito ay isang HiSilicon Kirin 9030, ang chip sa pinakabagong flagship phone ng Huawei. Ilang linggo ang nakalipas, sinuri ng SemiAnalysis ito, inilagay sa electronic microscope, at sinukat ang pinakamaliit na conductor sa loob ng chip, o ang metal spacing. Ang resulta ay naging hindi inaasahan.

Ang pinakamaliit na interconnect metal sa Kirin 9030 ay may sukat lamang na 32.5 nanometro, mas maliit kaysa sa Panther Lake, na gumagamit ng bagong 18A node ng Intel. Isang Chinese wafer fab na walang access sa pinakamodernong kasangkapan at walang EUV, may mas mataas na density ng wiring nang halos 10% kaysa sa pinakamalikhaing EUV node ng Intel.

Kailangan mong maunawaan ang tatlo sa video na ito: Paano nagawa ng SMIC na gawin ito nang walang EUV; bakit hindi laging mas mabuti ang mas maliit na linya; at bakit kahit nasa likod ng ilang taon, ang China ay nagsisimula nang maging mahalagang player sa mesa ng paggawa ng wafer.

Una nating pag-usapan kung saan galing ang mga numero at pagsukat na ito, dahil ang proseso mismo ay medyo cool.

Ginawa ni SemiAnalysis ang isang laboratorio para sa pagpapasira, na tinatawag na STEEL, na ang buong pangalan ay SemiAnalysis Teardown Engineering and Evaluation Lab. Ang pagpapasira, ayon sa kahulugan nito, ay ang pisikal na pagpapasira sa mga pinakamoderno na chip sa mundo upang gawing reverse engineering kung paano ito ginawa. Sa nakalipas na mga 20 taon, ang iisang kumpanya lamang ang may kakayahang gawin ito sa iskala, ngayon ay hindi na.

Kaya ang lahat ng mga bagay na makikita mo sa susunod—ang section, line width, bilang ng transistor—lahat ay direktang galing sa STEEL.

Nakatulog sa "operating table" ang Kirin 9030, ang flagship SoC ng Huawei, na batay sa ikatlong henerasyon ng 7-nanometer proseso ng SMIC, na may panloob na code name N+3, at ang pinakamalikhaing proseso sa China ngayon.

Ngunit ang isang numero ay walang kahulugan kung itinitingan nang hihiwalay; kailangan nito ng isang batayan. Kaya, hinati rin ng STEEL ang isa pang chip, ang MediaTek Helio G99, isang mura ng smartphone SoC na gumagamit ng TSMC N6 proseso. Ang dahilan ay simpleng: ang TSMC N6 at ang SMIC 7-nanometer N+3 ay nasa parehong antas, parehong level ng node. Ang isa ay ginawa gamit ang pinakamahusay na kagamitan sa Kanluran, habang ang isa ay ginawa sa China, sa ilalim ng mga pagpapahintulot sa pag-export. Kapag isinama ang dalawang ito sa iisang mikroskopyo, inaasahan na makakapagbigay ito ng buong kuwento.

Huwag muna tingnan ang pagkukumpara sa pamagat ng Intel 18A, tingnan muna ang N+3 sa N6. Natupad ba ng SMIC ang N+3 na magkaroon ng mas maliit na distansya ng metal kaysa sa N6? Simpleng sagot: Oo.

Ang pinakamaliit na metal spacing na natuklasan sa Kirin 9030 ay 32.5 nanometro, habang ang pinakamaliit na metal spacing ng Helio G99 batay sa N6 ay 40 nanometro, isang malaking pagkakaiba.

Ngunit ang "mas makitid ang linya" ay tumutukoy sa densidad, kung ilang lohika ang maaaring isaksak sa isang milimetro kwadrado, at hindi direktang nagpapakita kung gaano kahusay ang buong chip o node. Ang minimum metal spacing ay bahagi lamang ng ekwasyon; hindi ito nagpapakita kung gaano kabilis ang logic switch o gaano karaming kuryente ang nasasayang.

Tingnan lamang ang densidad, natuparan talaga ng SMIC. Ang N+3 ay halos 113 milyong transistor bawat sq mm, habang ang TSMC N6 ay halos 108 milyon. Kaya tama, ang pinakabagong DUV node ng SMIC ay talagang lumampas sa densidad ng isang EUV node.

Paano makakamit ang density ng EUV kung walang EUV? May dalawang paraan, at may sariling gastos bawat isa.

Ang unang paraan ay ang multi-patterning. Ang EUV ay nagbibigay sa iyo ng isang relatiwong detalyadong pattern sa isang shot. Nang walang EUV, kailangan mong maging mas malikhaing. Ang proseso ay ang paggawa ng isang groser na pattern, pag-deposito ng isang thin spacer dulo ng edges, pag-etch, at paggamit ng mga spacer bilang isang bagong, mas maliit na mask. Parang pagguhit ng isang linya, paglalagay ng dalawang gilid nito upang makakuha ng dalawang mas maliit na linya, at pag-uulit nito. Isang pagkakagawa ay tinatawag na Self-Aligned Double Patterning (SADP), at self-aligned dahil ang spacer ay nagkakaroon ng sariling definisyon batay sa umiiral na pattern. Dalawang beses ay tinatawag na Quadruple Patterning (SAQP). Ang pinakamaliit na layer ng SMIC ay nangangailangan ng bersyong ito.

Bawat dagdag na paglalakbay, dagdag na shield, dagdag na pag-align, at dagdag na pagkakamali—mas mataas ang gastos, mas mababa ang yield. "Alam mo na hindi ko gusto ang mababang yield."

Ang pangalawang paraan ay ang DTCO, o co-optimization ng disenyo at proseso. Ibig sabihin ay hindi na itinuturing ang disenyo ng chip at proseso ng paggawa bilang dalawang hiwalay na problema, kundi isang buong optimisasyon. Sa praktikal na pagganap, ito ay naglalayong i-compact ang sariling layout ng unit: mas kaunting fin ang ginagamit sa bawat transistor, direkta ang pagkakabit ng gate contact sa itaas ng aktibong gate kesa sa gilid, o pagsususpinde ng distansya ng paghihiwalay sa pagitan ng mga kapitbahay na unit.

Bawat teknik ng DTCO ay nakakakuha ng kaunting dagdag na density, ngunit bawat isa ay naggagawa rin ng transistor na mas madaling masira at mas mahirap i-model. Kaya nga, ang SMIC ay talagang nakapag-achieve ng parehong density sa EUV node ng TSMC, ngunit sa pamamagitan ng paggamit ng higit pang mask, higit pang mga hakbang, at higit pang posibilidad ng pagkabigo upang brute force ang DUV. Hindi ito katumbas.

Ang densidad ay tila nakakaimpresyon, ngunit rito rin nagsisimula ang pagbagsak. Dahil ang area ay ang pinakamadaling baguhin na dimensyon, ang power consumption at performance ay mas mahirap.

Noong magsimula nang mawala ang Dennard Scaling Law sa gitna ng dekada 2000, ang lumang patakaran na pinangalanang si Robert Dennard—na ang pagpapaliit ng transistor ay nagdudulot ng mas mabilis at mas epektibong paggamit ng enerhiya—ay nawala na. Natapos na ang libreng pagpapaliit; pagkatapos ng DTCO, kailangan mong ipaglaban ang bilis at efficiency nang hihiwalay, at hindi mo na makakamit ang parehong bagay.

Ito ang makikita sa SMIC N+3 node. Ang Kirin 9030 Pro ay isang relatiwong malapad na chip, ngunit ang performance nito ay halos katumbas lamang ng mga android flagship noong tatlong taon ang nakalipas. Kumpara sa pinakamahusay ng Apple, Qualcomm, MediaTek, at Samsung ngayon, wala itong magkakasabay. Mas malaki ang pagkakaiba sa efficiency kaysa sa speed.

Ang pinakakaraniwang halimbawa ay ang mga maliit na efficiency cores ng Apple, talagang maliit na mga core. Ang integer performance ng Apple’s E-cores ay napanalunan ang prime core ng Huawei, at nagpapagana lamang ng halos 1 watt, habang ang prime core ng Huawei ay nangangailangan ng 4.5 watt. Sa pagkalkula ng performance bawat clock cycle, ang prime core ng Huawei ay nasa antas ng Arm Cortex-X2, isang disenyo mula 2021. Sa totoo lang, ito ay isang lubos na kahanga-hangang insinyeriya. Ngunit ang Apple’s M1 noong 2020, sa parehong antas ng power consumption, ay mas mabilis ng halos 35% sa bawat clock cycle. At ang kasalukuyang lider sa industriya ay nasa mas mataas na antas kaysa sa dalawa.

Kaya may kaunting advantage ang N+3 sa densidad kumpara sa N6 ng TSMC, ngunit ang N6 ay isang node na ilang taon na ang nakalipas. Ang Apple at Qualcomm ay nagsisimula na sa N4 at N3, mas malapit ang densidad at mas magandang voltage-frequency curve. Ang mga chip batay sa N2 ay darating din sa huli ng taong ito. Mas marami ang transistor nila, at bawat isa ay mas mabilis na nag-o-on/off sa mas mababang power consumption. Ang SMIC ay naglalaban sa tamang dimensyon. Naging mas maliit ang linya, tumaas ang densidad, ngunit hindi kasunod ng physical node.

Ipagkukumpara ang N+3 at ang pinakabagong 18A ng Intel, mas makikita ang malaking pagkakaiba. Sa papel, maaaring magkaroon ng 32-nanometer M0 metal spacing ang 18A, na katumbas ng N+3. Ngunit sa Panther Lake, gumagamit ang Intel ng malawakang mga high-performance cell, kaya binawasan ang metal spacing hanggang 36 nanometer.

Ayon sa mga layunin sa disenyo, mas maluwag na M0 spacing ay nagdadala rin ng mga benepisyo sa gastos at yield dahil ito ay nagbabawas sa kumplikasyon. Ngunit ang kondisyon ay mayroon ka pang kalayaan na pumili kung saan at paano i-scale, na nangangahulugan na ang pamagat na "Mas Mabilis kaysa sa Intel" ay totoo, ngunit hindi ito nagpapakita ng kakayahan. Ang mga numero ay totoo, ngunit ang bagay na sinusukat nito ay hindi nagpapasya kung sino ang mananalo.

Sa pagkukumpara ng density ng transistor, ang 18A ay malinaw na nagtatago sa N+3, kahit na ang pagitan ng metal ay kaunting mas maluwag. Dahil tulad ng mga chip ay higit pa sa density, at ang density ay higit pa sa pagitan ng metal M0. Ang backside power delivery ay nagpapahintulot sa iyo na gawing mas maliit ang pagitan ng metal sa harap, dahil ang mga koneksyon sa power ay papasok mula sa likod ng chip.

Bakit pa takot sa China? Dahil may pagkakalayo ng ilang taon at ang pagiging nakapikit ay dalawang magkaibang bagay.

Mayroon pa akong espasyo para sa pag-unlad ng SMIC sa DUV. Mas maliit na mga lower metal, tulad ng M0 na lamang ay ang unang metal layer, at mayroon pa ring maraming iba pang layer. Mas maikling cell at mas malapit na gate pitch. Sa papel, ang hinaharap na N+4 ay maaaring makamit ang density na katumbas ng TSMC N5, habang ang N+5 na may backside power delivery ay maaaring makamit ang density na katumbas ng Intel 18A. Pero ulitin ko pa, ito ay tungkol lamang sa density—hindi makakasabay sa power consumption at performance.

Ang susi ay ang pagkakasunod-sunod ng hirap. Bawat optimisasyon ay maaaring makatwiran nang hiwalay, ngunit kung walang EUV na magpapagsama sa lahat nito, bawat bagong node ay mas mabilis, mas mahal, at mas hindi mapagbigay kaysa sa nakaraan. Maaari mong patuloy na pumapalakas sa pader, ngunit ang pader ay magiging mas matinding ulo.

Hindi tinigil ng mga pagsasabay sa pag-export ang China, kundi nagbago lamang sa isang iba pang tanong na sinusolusyon ng China.

At ang kaalaman ay nagpapalaganap. Hiningi mula sa SMIC na bigyan ng lisensya ang N+2 at N+3 sa iba pang lokal na fab. Kung ang mga karanasan sa mga proseso na ito ay magpapalaganap sa AI accelerator, ang mga punto ng pagkakasakop ay hindi na magiging isang tiyak na fab na maaaring saktan, kundi isang buong ekosistema.

Mabilis na pagsusuri sa 7-nanometer N+3 node ng SMIC. Walang EUV, walang pa ring backside power delivery. Mas mataas ang kumplikasyon at gastos, at ang pagkakaiba sa efficiency ay totoo. Ayon sa bawat mahalagang tuntunin sa pambabatid, hindi pa nakakalapit ang China sa TSMC, Intel, at Samsung. Ito ay malinaw sa ilalim ng mikroskopyo.

Ngunit ang pagiging "nababawasan sa harap" at ang pagiging "hindi mahalaga" ay dalawang magkaibang bagay. Kung ang mga lokal na chip ay magaling pa hanggang makagamit sa mga telepono, pagpapahalaga, network, o anumang larangan na sensitibo sa kaligtasan, iyon ay panalo. Hindi kailangan ng China na maging TSMC upang maging may-kahulugan. Kailangan lang nilang maging magaling pa hanggang hindi na kailangan sila ng TSMC.

Ang lahat ng nilalaman sa video ay galing kay STEEL: ang annotation, block-level na analisis, at direkta na cross-section ng electron microscope sa logika at storage. Marami pang hindi naipaliwanag sa video: ang buong proseso, material analysis, pagsukat ng fin, at disassembly ng packaging. Kung gusto mong makita ang malalim na pag-aaral ng pinakabagong node ni SMIC, tingnan ang disassembly article ng SemiAnalysis, ang link nasa description ng video.

Ito ang unang pampublikong ulat ng STEEL, at mas marami pa ang darating. Kung nagustuhan mo ang ganitong uri ng nilalaman, mag-subscribe ka. "Gusto kong marinig ang inyong opinyon tungkol dito. Sapat na ba ito upang hindi na kailangan ang TSMC? Sabihin mo sa komento."