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14纳米芯片国产已大规模量产
2023-02-14 7480次
14纳米芯片国产已大规模量产



  集成电路领域14纳米芯片国产先进工艺规模实现量产,90nm 光刻机、5nm 刻蚀机、12 英寸大硅片、国产 CPU、5G 芯片等实现突破。这标志着中国公司大规模生产 14 纳米芯片的能力首次得到官方认可。这是对美国扩大封锁对中国的高端芯片出口的有力回应,将进一步加速中国在核心技术方面的突破。最近,美国刚刚扩大了对美国向中国运送用于 AI 和芯片制造工具的半导体的出口管控范围。美国商务部已向包括 KLA 公司、Lam Research 公司和 Applied Materials 公司在内的公司发出通知,除非获得商务部的许可,否则禁止向生产 14纳米 以下工艺的先进半导体的中国工厂出口芯片制造设备。战略问题独立研究员 Chen Jia 表示,虽然 10 纳米通常被作为先进工艺的「基准线」,但对中国来说,14 纳米以上的成熟工艺可以满足中国市场的大部分需求,项立刚说。陈佳说,在上海实现 14纳米 芯片的量产,将大大有助于新能源汽车、智慧城市、智能制造和物联网等领域的发展,有助于中国巩固其作为世界顶级制造工厂的优势。


  N+1 技术

  中芯国际的“N+1”制造技术是该公司继 14 纳米和 12 纳米制造工艺之后的又一重要节点。

  据中芯国际称,与 14 纳米节点相比,其 N+1 技术可在相同的时钟频率和复杂度下,将性能提高 20%。或在相同的性能和复杂度下,将功率降低 57%。此外,该技术有可能将现有芯片晶体管密度提高 2.7 倍。

  按照业界标准,新制程带来的芯片性能提升应该达到 35%,但如果乐观点说,中芯已经超越联电、格芯,成为仅次于台积电、三星的晶圆代工厂。中芯 N+1 工艺可以看成是「伪 7nm」。

  虽然中芯国际的 N+1 技术带来的可扩展性和功耗改进是显著的,可以与格罗方德的 12LP+,三星的 8LPP,甚至台积电的 N7(7 纳米,非 EUV)相比,但其性能上的提升相对并没那么明显。因此,中芯国际自己将 N+1 主要定位为低功耗、低成本设备。早在 2020 年 8 月,中芯国际就表示其 N+1 技术方案已经 「完成了客户产品验证」。

  由于政策原因,中芯国际还没有收到在 2018 年从 ASML 购买的 TwinScan NXE 极紫外(EUV)扫描仪,目前其 N+1 技术没有使用 EUV,这与与三星和台积电的领先工艺不同。


14纳米芯片国产已大规模量产

  纯粹依靠 DUV 光刻技术,大大降低了中芯国际在性能和可扩展性方面推进其节点的能力,因此它将无法在短期内与前沿领域的市场领导者竞争。目前,这对中芯国际来说不是一个重大问题,因为成熟技术(40/45 纳米和更厚的技术)在 2020 年第二季度占其晶圆收入的 90.9%。同时,28 纳米和 14 纳米仅占该公司第二季度晶圆收入的 9.1%,前者被认为比后者更受欢迎。但中国公司需要基于 FinFET 的先进工艺技术,其中许多公司更愿意与本地供应商合作。


  能否撑起“中国芯”

  目前来看,10nm 以下工艺的玩家,只剩下台积电、三星和英特尔了。2018 年,联电、Global Foundries 在达到 14纳米/12nm 工艺节点后,纷纷宣布退出更高制程的探索。

  在追求更先进芯片制程的第二梯队中,代表着我国自主研发集成电路制造技术先进水平的中芯国际还没有放弃。



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  回看中芯国际 2021 年财报,其全年销售收入为 54.431 亿美元,同比增长 39.3%。超过了市场预期。年度报告中,成熟工艺(28nm 以下)仍然是中芯国际的主要营收来源,但先进制程占比也在逐渐增加。

  这其中先进制程 FinFET/28nm 或许就包括未分开的数据,让业界对其 14纳米、28nm 产能营收增加了神秘感。




14纳米芯片国产已大规模量产






  据 TrendForce 的报告,中芯国际的市场份额仅次于台积电、三星、联电和格芯。

  其中,第四季度台积电独揽 52.1% 的市场份额高居榜首,而中芯国际仅占比 5.2%。



14纳米芯片国产已大规模量产





  在攻克 14纳米 量产难关后,业界对中芯国际的期待是,何时能够攻克 10nm,甚至 7nm 制程。

  而 14纳米 与 5nm 相比中间相差至少 3 代,保守估计是 5 年以上的差距。

  一直以来,中芯国际同样在提升自身芯片制程工艺的节点上不断努力。去年 9 月,中芯曾发布公告称,将投资 88.7 亿美元(约 572 亿人民币)建设中国大陆最大的晶圆代工厂。建成后,工厂的产能将达到每月 10 万片 12 英寸晶圆。另外,今年 8 月,中芯国际在最新公告中宣布,拟在天津建设 12 英寸晶圆代工生产线项目,投资总额为 75 亿美元。然而,受制于实体清单的影响,中芯的发展同时面临着巨大的挑战。2020 年底,美商务部将中芯国际及其部分子公司及参股公司列入「实体清单」。根据规定,若想使用美产品和技术需获得美商务部的许可。在列入实体清单一年后,美国又开始限制中芯国际获得 14纳米 及以下制程的生产工具。再加上国产 DUV 光刻机迟迟无法交付,中芯还得严重依赖 ASML 光刻机供货。除了制裁,“宫里内斗”对其发展也带来了不利的影响。2021 年 9 月,先是中芯国际董事长周子学辞任,CFO 高永岗为代理董事长。

  紧接着 2 个月后,蒋尚义辞任公司副董事长、执行董事及董事会战略委员会成员职务;梁孟松辞任执行董事职务,继续担任公司联合首席执行官。

  不仅要去美化,还要应对内部人事变动...由此来看,中芯国际在探索更先进制程路上仍是任重而道远。

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