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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”

2022-08-03 11:17:20來(lái)源：智能制造網(wǎng)整理 閱讀量：86 評(píng)論

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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(lái)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(lái)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，芯片制程越來(lái)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(lái)說(shuō)是一筆不小的費(fèi)用、但對(duì)于電子設(shè)備來(lái)說(shuō)，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(wàn)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(lái)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(lái)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(lái)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(lái)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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