- 2022-07-15 11:32:14 136
- 半導(dǎo)體制造芯片研發(fā)晶圓廠
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緊抓成熟制程 國(guó)產(chǎn)芯片有望實(shí)現(xiàn)“彎道超越”
導(dǎo)讀:目前,大多數(shù)芯片的尺寸與硬幣相當(dāng),但隨著各行各業(yè)需求的增長(zhǎng),縮小晶體管的方法已經(jīng)陷入瓶頸,芯片堆疊成為提高芯片性能的有效方法。
如今,芯片正在越來越多的領(lǐng)域擔(dān)任重要角色,它是電子產(chǎn)品運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵,從近年來的發(fā)展趨勢(shì)來看,芯片制程越來越小,但并非所有芯片工廠都以先進(jìn)制程為目標(biāo)。中芯國(guó)際在制程上拼命追趕,但聯(lián)電、格羅方德幾乎放棄了先進(jìn)制程的研究。
在芯片市場(chǎng)需求旺盛的情況下,為何聯(lián)電、格羅方德會(huì)放棄先進(jìn)制程的開發(fā)?
研發(fā)成本高,企業(yè)負(fù)擔(dān)大。投資數(shù)百億美元建設(shè)一座先進(jìn)制程的晶圓廠對(duì)于企業(yè)來說是一筆不小的費(fèi)用、但對(duì)于電子設(shè)備來說,先進(jìn)制程能夠有效節(jié)省設(shè)備的體積。
目前,大多數(shù)芯片的尺寸與硬幣相當(dāng),但隨著各行各業(yè)需求的增長(zhǎng),縮小晶體管的方法已經(jīng)陷入瓶頸,芯片堆疊成為提高芯片性能的有效方法。
此外,市場(chǎng)對(duì)于芯片的需求也并非都是先進(jìn)制程的。例如28nm工藝在很多場(chǎng)合都有廣泛應(yīng)用,與手機(jī)市場(chǎng)的降溫不同,汽車行業(yè)對(duì)于28nm制程芯片的需求量很大,據(jù)統(tǒng)計(jì),2021年我國(guó)汽車銷量2627.5萬輛,龐大的數(shù)字背后是旺盛的芯片需求。
在此背景下,中芯國(guó)際宣布繼續(xù)投入50億擴(kuò)產(chǎn)28nm芯片,據(jù)統(tǒng)計(jì)在28nm芯片上中芯國(guó)際前后已經(jīng)投入1000億人民幣。
但臺(tái)積電對(duì)此卻有不同的看法。臺(tái)積電方面認(rèn)為,28nm芯片需求已經(jīng)飽和,應(yīng)當(dāng)把發(fā)展重點(diǎn)放在先進(jìn)制程上。在攻克了3nm工藝后,臺(tái)積電宣布3nm芯片將在2022年下半年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),2nm芯片爭(zhēng)取在2025年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
從中芯國(guó)際的實(shí)際來看,目前中芯國(guó)際的28nm工藝是成熟的,但再往上只能量產(chǎn)14nm芯片,而5nm、7nm工藝的技術(shù)需要投入大量資金、人力研發(fā)。
中芯國(guó)際之所以加大投入擴(kuò)大28nm芯片的產(chǎn)能,也是出于對(duì)自己實(shí)際情況的考慮。2022年中芯國(guó)際資本開支預(yù)計(jì)在50億美元左右,但基本上都計(jì)劃用在28nm的產(chǎn)能擴(kuò)張上,少部分用于先進(jìn)制程的研發(fā)。
因?yàn)槟壳霸诠I(yè)自動(dòng)化當(dāng)中,28nm工藝制程芯片是主流,并不需要更為先進(jìn)的芯片。而且隨著新能源汽車的崛起,對(duì)于28nm芯片需求量會(huì)不斷增加,所以中芯國(guó)際把重心放在28nm上也是明智之舉。
在成本上,由于28nm與40nm的價(jià)格差較小,因此在成本接近的情況下,對(duì)比40nm工藝,28nm工藝的晶體管速度更快、柵密度更高且功耗更低,使用28nm工藝可以為產(chǎn)品帶來良好的性能優(yōu)勢(shì)。與此同時(shí),另一方面,在28nm工藝以下的工藝節(jié)點(diǎn),成本則急劇攀升。
近年來芯片價(jià)格普遍上漲,且成熟制程漲幅頗大。而由于28nm工藝制程對(duì)比其它成熟制程在性能上更具優(yōu)勢(shì),因此越來越多的廠商開始轉(zhuǎn)向28nm工藝,這使得28nm成為了兼顧效能和成本的最佳解決方案,所以出現(xiàn)了全球晶圓代工市場(chǎng)位于三至五位的聯(lián)華電子、格羅方德、中芯國(guó)際,集中擴(kuò)大28nm產(chǎn)能的景象。
在成熟制程市場(chǎng),28nm工藝需求依舊旺盛,尤其是國(guó)內(nèi)的智能制造產(chǎn)業(yè)鏈,亟需晶圓代工廠供給成熟制程芯片,因此,中芯國(guó)際積極擴(kuò)大28nm產(chǎn)能自然順理成章。
此外,在先進(jìn)制程的研究上,我國(guó)并沒有停止追逐趕超的腳步。日前,華為就公布了多項(xiàng)繞開EUV 光刻機(jī)進(jìn)行突破的技術(shù):堆疊芯片。自從蘋果前段時(shí)間放出的M1 Ultra芯片之后,才讓所有人意識(shí)到,華為當(dāng)初放出的堆疊芯片技術(shù)并不是“理想”而是實(shí)打?qū)嵉男聦@?br />
隨著硅芯片“摩爾定律”不斷接近天花板,研發(fā)不僅需要投入巨大的人力物力,在芯片的性能上也提高不多,而堆疊芯片技術(shù)既能夠提高芯片性能,又能降低成本,有望助力國(guó)產(chǎn)芯片實(shí)現(xiàn)彎道超越。
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