近日，蘋果公司第二場(chǎng)秋季發(fā)布會(huì)的消息再次刷爆媒體圈，其中已然在首場(chǎng)發(fā)布會(huì)亮相的蘋果自研全球首款基于臺(tái)積電5nm工藝制程A14處理器，再次
近日，蘋果公司第二場(chǎng)秋季發(fā)布會(huì)的消息再次刷爆媒體圈，其中已然在首場(chǎng)發(fā)布會(huì)亮相的蘋果自研全球首款基于臺(tái)積電5nm工藝制程A14處理器，再次現(xiàn)身;
同時(shí)，在過(guò)去的9月，NVIDIA發(fā)布了基于三星8nm工藝制程的NVIDIA 30系顯卡;緊接著三星發(fā)布了旗下基于自家8nm工藝制程的980 Pro PCIe 4.0固態(tài)硬盤;國(guó)慶剛過(guò)，AMD旗下基于7nm工藝(大概率是臺(tái)積電)制程Zen3架構(gòu)的銳龍5000系列CPU發(fā)布;
甚至，不久前臺(tái)積電宣布，將于2021年開始風(fēng)險(xiǎn)試產(chǎn)3nm工藝制程。
8nm、7nm、5nm....在品牌大廠的耳濡目染之中，極易讓我們產(chǎn)生一絲錯(cuò)覺，即所有半導(dǎo)體廠商都在瘋狂研發(fā)先進(jìn)制程，或者說(shuō)先進(jìn)制程才是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的絕對(duì)主流。
01半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的主流?
然而，事實(shí)真的是這樣嗎?答案，自然是否定的。在體量巨大的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，3nm/5nm這種狂奔和刷新產(chǎn)業(yè)性能的頂級(jí)工藝制程，如同產(chǎn)業(yè)大廈上最高最炫目的那一個(gè)塔尖，極度絢麗多彩卻注定只能是少數(shù)人擁有;而塔尖之下的28nm才是蕓蕓眾生的依靠，才是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)大廈的基礎(chǔ)。
28nm工藝制程 半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的主流
下面，筆者將從成本、工藝難度以及市場(chǎng)體量等維度展開剖析，實(shí)際上在半導(dǎo)體工藝發(fā)展到今天，業(yè)界習(xí)慣將28nm以內(nèi)，諸如14nm/10nm/8nm以及更加尖端的工藝稱之為先進(jìn)制程，至于超過(guò)28nm以及包括28nm工藝，則統(tǒng)稱為成熟工藝，其中28nm規(guī)格更是成熟工藝中的絕對(duì)代表工藝。
02先進(jìn)制程和成熟工藝的成本/性能之爭(zhēng)
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，和其他所有的產(chǎn)業(yè)相同，需要嚴(yán)格控制成本和性能的關(guān)系，從而讓買方和賣方保持一個(gè)相對(duì)平衡區(qū)間和生態(tài);尤其是對(duì)于動(dòng)輒投資超過(guò)百億美元的晶圓廠而言，制造工藝的成本和性能比，是運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。
在目前設(shè)計(jì)成本不斷上升的情況下，只有少數(shù)客戶能負(fù)擔(dān)得起轉(zhuǎn)向高級(jí)節(jié)點(diǎn)的費(fèi)用。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，16nm /14nm芯片的平均IC設(shè)計(jì)成本約為8000萬(wàn)美元，而28nm體硅制程器件約為3000萬(wàn)美元，設(shè)計(jì)7nm芯片則需要2.71億美元。
晶圓絕對(duì)霸主 臺(tái)積電
時(shí)下，晶圓工藝處于先進(jìn)制程和成熟工藝結(jié)合點(diǎn)的28nm制程，是整個(gè)產(chǎn)業(yè)毋庸置疑的成本性能控制最好的工藝。對(duì)比于40nm甚至更加落后的制程而言，28nm在功耗設(shè)計(jì)、頻率控制、性能穩(wěn)定等方面具有明顯優(yōu)勢(shì);至于14nm及更先進(jìn)制程，良品率過(guò)低、研發(fā)成本不斷加碼等方面累計(jì)起來(lái)的綜合成本，幾乎抵消了先進(jìn)制程帶來(lái)的性能價(jià)格優(yōu)勢(shì)。
全面來(lái)看，平衡了性能和成本的28nm可以說(shuō)是目前晶圓工藝中最具性價(jià)比和最為主流的工藝了。
03成熟工藝28nm的主要玩家
基于28nm工藝制程能夠較為完美的維持性能和成本的平衡，同時(shí)在應(yīng)用場(chǎng)景上能夠滿足大部分中端市場(chǎng)的需求，幾乎全球主流的晶圓廠商都在承接28nm工藝的晶圓需求，同時(shí)也是新進(jìn)晶圓廠學(xué)習(xí)模仿，能夠快速切入產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵工藝。
目前，包括臺(tái)積電，GF(格芯)，聯(lián)電，三星、中芯國(guó)際、聯(lián)發(fā)科以及華虹旗下的華力微電子等眾多國(guó)內(nèi)外Fab廠能夠研發(fā)和生產(chǎn)基于28nm工藝的晶圓芯片。其中，更有甚者例如聯(lián)電，為了進(jìn)一步鞏固28nm工藝的市場(chǎng)份額，幾乎完全放棄了先進(jìn)工藝制程14nm的研發(fā)和投入，可見28nm成熟工藝的市場(chǎng)價(jià)值。
28nm工藝是中芯國(guó)際的重要業(yè)務(wù)
至于我們熟知的中芯國(guó)際，更是將旗下兩座支持28nm工藝制程生產(chǎn)線放置在位于首都北京的北方晶圓工廠。
甚至對(duì)于臺(tái)積電而言，28nm制程更是具有里程碑意義，在2011年首次投入量產(chǎn)后，28nm營(yíng)收占比，僅僅用了一年時(shí)間就從2%爬升到了22%份額。
04如何看待先進(jìn)制程和28nm的成熟工藝
其實(shí)，一句話，以28nm工藝為代表的成熟工藝在未來(lái)的一段時(shí)間內(nèi)，還將是眾多廠商維系利潤(rùn)，參與半導(dǎo)體先進(jìn)工藝研發(fā)的基礎(chǔ);至于先進(jìn)制程，受制于研發(fā)成本、技術(shù)難度和潛在客源的雙重壓力，終將屬于少數(shù)頂尖Fab廠之間的競(jìng)爭(zhēng)。
兩條路并行
將視野拉回到國(guó)內(nèi)，對(duì)于姍姍學(xué)步的國(guó)內(nèi)晶圓廠而言，背靠國(guó)內(nèi)不斷涌現(xiàn)的半導(dǎo)體消費(fèi)需求，一方面需要堅(jiān)持完善28nm乃至40nm等性價(jià)比奇高的成熟工藝，加緊完善供應(yīng)鏈，實(shí)現(xiàn)自我造血，從而在競(jìng)爭(zhēng)激烈的半導(dǎo)體賽道上緊跟領(lǐng)先集團(tuán);另一方面，積極參與先進(jìn)工藝的研發(fā)和制造，充分利用國(guó)內(nèi)井噴的半導(dǎo)體消費(fèi)需求，快速將技術(shù)落地，快速量產(chǎn)。
隨著半導(dǎo)體晶圓工藝不斷逼近極值，行業(yè)內(nèi)技術(shù)的先發(fā)優(yōu)勢(shì)不斷被削減，作為后來(lái)者的國(guó)產(chǎn)晶圓廠商，迎來(lái)了彎道超車的歷史機(jī)遇，兩條路同步走，半導(dǎo)體國(guó)產(chǎn)化，未來(lái)可期。
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