近日，蘋果公司第二場秋季發(fā)布會的消息再次刷爆媒體圈，其中已然在首場發(fā)布會亮相的蘋果自研全球首款基于臺積電5nm工藝制程A14處理器，再次
近日，蘋果公司第二場秋季發(fā)布會的消息再次刷爆媒體圈，其中已然在首場發(fā)布會亮相的蘋果自研全球首款基于臺積電5nm工藝制程A14處理器，再次現(xiàn)身;
同時，在過去的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;國慶剛過，AMD旗下基于7nm工藝(大概率是臺積電)制程Zen3架構(gòu)的銳龍5000系列CPU發(fā)布;
甚至，不久前臺積電宣布，將于2021年開始風(fēng)險試產(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)生一絲錯覺，即所有半導(dǎo)體廠商都在瘋狂研發(fā)先進制程，或者說先進制程才是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的絕對主流。
01半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的主流？
然而，事實真的是這樣嗎?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)性能的頂級工藝制程，如同產(chǎn)業(yè)大廈上最高最炫目的那一個塔尖，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)。
下面，筆者將從成本、工藝難度以及市場體量等維度展開剖析，實際上在半導(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制程，至于超過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代表工藝。
02先進制程和成熟工藝的成本/性能之爭
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，和其他所有的產(chǎn)業(yè)相同，需要嚴格控制成本和性能的關(guān)系，從而讓買方和賣方保持一個相對平衡區(qū)間和生態(tài);尤其是對于動輒投資超過百億美元的晶圓廠而言，制造工藝的成本和性能比，是運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。
在目前設(shè)計成本不斷上升的情況下，只有少數(shù)客戶能負擔(dān)得起轉(zhuǎn)向高級節(jié)點的費用。根據(jù)統(tǒng)計，16nm /14nm芯片的平均IC設(shè)計成本約為8000萬美元，而28nm體硅制程器件約為3000萬美元，設(shè)計7nm芯片則需要2.71億美元。
時下，晶圓工藝處于先進制程和成熟工藝結(jié)合點的28nm制程，是整個產(chǎn)業(yè)毋庸置疑的成本性能控制最好的工藝。對比于40nm甚至更加落后的制程而言，28nm在功耗設(shè)計、頻率控制、性能穩(wěn)定等方面具有明顯優(yōu)勢;至于14nm及更先進制程，良品率過低、研發(fā)成本不斷加碼等方面累計起來的綜合成本，幾乎抵消了先進制程帶來的性能價格優(yōu)勢。
全面來看，平衡了性能和成本的28nm可以說是目前晶圓工藝中最具性價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，同時在應(yīng)用場景上能夠滿足大部分中端市場的需求，幾乎全球主流的晶圓廠商都在承接28nm工藝的晶圓需求，同時也是新進晶圓廠學(xué)習(xí)模仿，能夠快速切入產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵工藝。
目前，包括臺積電，GF(格芯)，聯(lián)電，三星、中芯國際、聯(lián)發(fā)科以及華虹旗下的華力微電子等眾多國內(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，為了進一步鞏固28nm工藝的市場份額，幾乎完全放棄了先進工藝制程14nm的研發(fā)和投入，可見28nm成熟工藝的市場價值。
至于我們熟知的中芯國際，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。
甚至對于臺積電而言，28nm制程更是具有里程碑意義，在2011年首次投入量產(chǎn)后，28nm營收占比，僅僅用了一年時間就從2%爬升到了22%份額。
04如何看待先進制程和28nm的成熟工藝
其實，一句話，以28nm工藝為代表的成熟工藝在未來的一段時間內(nèi)，還將是眾多廠商維系利潤，參與半導(dǎo)體先進工藝研發(fā)的基礎(chǔ);至于先進制程，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廠之間的競爭。
兩條路并行
將視野拉回到國內(nèi)，對于姍姍學(xué)步的國內(nèi)晶圓廠而言，背靠國內(nèi)不斷涌現(xiàn)的半導(dǎo)體消費需求，一方面需要堅持完善28nm乃至40nm等性價比奇高的成熟工藝，加緊完善供應(yīng)鏈，實現(xiàn)自我造血，從而在競爭激烈的半導(dǎo)體賽道上緊跟領(lǐng)先集團;另一方面，積極參與先進工藝的研發(fā)和制造，充分利用國內(nèi)井噴的半導(dǎo)體消費需求，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)勢不斷被削減，作為后來者的國產(chǎn)晶圓廠商，迎來了彎道超車的歷史機遇，兩條路同步走，半導(dǎo)體國產(chǎn)化，未來可期。
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