SMIC N+3: 7 нм без EUV с по-фин metal pitch от Intel 18A

Китайският производител на чипове SMIC е достигнал трето поколение 7 нм процес — вътрешно наречен N+3 — който по два ключови показателя изпреварва водещи западни възли, при това без екстремна ултравиолетова литография (EUV). Според анализ на SemiAnalysis, препотвърден и от Tom’s Hardware, N+3 постига по-малък minimum metal pitch от Intel 18A и по-висока плътност на транзисторите от TSMC N6. Данните идват от разглобяването на HiSilicon Kirin 9030 — чипът в новите Huawei Mate 80, който е първият обект на новата teardown лаборатория STEEL на SemiAnalysis в Хилсбъро, Орегон.

▶

Числата: къде N+3 води и къде изостава

Анализът измерва минимален metal pitch от 32,5 нм на най-долния слой (M0) при N+3. За сравнение, Intel 18A в чипа Panther Lake реално се произвежда с 36 нм pitch — тоест по този конкретен слой китайският възел е по-стегнат. Тук обаче има уговорка: процесът 18A по принцип поддържа до 32 нм pitch, така че Intel просто не е избрал най-агресивната стойност за този продукт.

По плътност на транзисторите картината е смесена:

С 113,4 милиона транзистора на mm² N+3 леко изпреварва измерените 107,7 MTr/mm² на TSMC N6 (по данни от Helio G99 на MediaTek). Спрямо Intel 18A обаче SMIC изостава с около 38% по обща плътност — 18A ползва gate-all-around транзистори и EUV, което остава извън обсега на китайския производител.

Как се постига плътност без EUV

Отговорът е притискане на DUV имерсионната литография до физическите ѝ граници плюс агресивна co-оптимизация между дизайн и технология (DTCO). SMIC е използвал всеки наличен трик за уплътняване без EUV:

• два fin-a на транзистор вместо повече, за компактни клетки;
• контакти директно над активния gate (contact over active gate);
• единични diffusion breaks между съседните клетки;
• самонагаждащ се quadruple patterning (SAQP) за M0 слоя.

Именно SAQP е ключовият и същевременно най-скъпият ход. Един EUV слой се заменя с четирикратно шаблониране през DUV, което рязко увеличава броя маски, чувствителността към наслагване (overlay) и сложността на процеса. Резултатът, обобщава SemiAnalysis, е: „N+3 достига плътността на TSMC N6 чрез агресивно DUV multi-patterning и DTCO, но плаща за това в сложност, ефективност и контрол на процеса.” На човешки език — по-ниски добиви (yields) и по-висока цена на работещ чип от възлите с EUV.

Какво всъщност може чипът

Плътността впечатлява, но производителността на ядрата е по-скромна. Kirin 9030 (Pro вариант) е с площ на кристала около 140 mm², конфигурация 1+4+4 ядра с prime ядро на 2,75 GHz и GPU Maleoon 935. Per-clock производителността на голямото ядро остава на нивото на Arm Cortex-X2 от 2021 г. и изостава чувствително от P-ядрата на Apple. Тоест: SMIC може да натъпче транзисторите, но да ги накара да работят бързо и енергийно ефективно е отделен проблем.

Какво означава това за санкциите

От 2019 г. насам експортните ограничения на САЩ спират достъпа на Китай до EUV машините на ASML. Логиката беше, че без EUV напредналото производство под 7 нм ще е практически невъзможно. N+3 показва, че тази граница е по-размита, отколкото се очакваше — макар и на цената на добиви и ефективност, които правят възела трудно рентабилен за масов пазар. Това е същата динамика, която видяхме и при дебата дали САЩ изобщо могат да спрат китайските open-weight AI модели: технологичното изоставане се стеснява, но не изчезва.

За контекст, докато SMIC се бори да достигне зрял 7 нм без EUV, TSMC вече стартира пилотно производство по 1,4 нм (A14) за 2027 г. с най-новото поколение High-NA EUV. Разликата от няколко поколения остава, но N+3 доказва, че китайската индустрия няма да замръзне на място само защото ѝ е отказана една машина.

Заключение

N+3 не е чудо, а инженерна упоритост: SMIC компенсира липсата на EUV с брутален multi-patterning и умен дизайн, за да купи плътност, каквато западните възли постигат по-лесно и по-евтино. Резултатът е реален напредък за китайското чипопроизводство — но и напомняне, че metal pitch и плътност са само половината от историята. Другата половина — добиви, честоти и енергийна ефективност — все още държи преднината на страната на TSMC и Intel.