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【文/ 觀(guān)察者網(wǎng)專(zhuān)欄作者 鐵流】 日前，臺積電3納米制程新廠(chǎng)確定落在臺灣南科，臺積電將為此投資200億美元。張忠謀接受日經(jīng)新聞采訪(fǎng)時(shí)稱(chēng)，目前中國大陸芯片代工技術(shù)仍不成氣候，可能需要花好幾年的時(shí)間才有機會(huì )達到臺積電的技術(shù)門(mén)坎，主因是沒(méi)有業(yè)內企業(yè)愿出售自身?yè)碛械念I(lǐng)先技術(shù)。他認為，即使大陸的成熟制程可開(kāi)出產(chǎn)能，但供給過(guò)剩是很大的風(fēng)險，況且先進(jìn)制程的技術(shù)，就算花錢(qián)也買(mǎi)不到。 那么，在中國大陸近年來(lái)大量投資半導體產(chǎn)業(yè)的情況下，張忠謀如此表態(tài)的底氣何在呢？ 大舉投資無(wú)法在短期實(shí)現逆襲 自中國成立國家集成電路大基金以來(lái)，全國各地開(kāi)始大量投資半導體產(chǎn)業(yè)。上海、北京、武漢、合肥、成都、南京等地紛紛新建或擴建晶圓廠(chǎng)。 在獲得大基金的投資之后，中芯國際于2016年10月13日宣布在上海開(kāi)工建設新的12英寸晶圓廠(chǎng)，該項目投資超過(guò)675億人民幣，計劃于2017年年底建成，這座工廠(chǎng)計劃使用14nm工藝。如果能夠如期達成目標，就意味著(zhù)中芯國際在制造工藝上達到國際先進(jìn)、國內領(lǐng)先水平。橫向對比的話(huà)，臺積電和三星也不過(guò)是在2015年前后才實(shí)現14/16nm芯片商業(yè)化量產(chǎn)。 在2016年11月9日，國家“909”工程二次升級改造——華力微電子二期12英寸高工藝等級生產(chǎn)線(xiàn)項目正式啟動(dòng)，總投資達387億元，規劃月產(chǎn)能4萬(wàn)片。初期制程規劃為28納米，并計劃用數年時(shí)間逐步走到20、14納米。 大手筆投資的還有紫光集團，在2016年投資1600億元人民幣在武漢開(kāi)工建設了存儲工廠(chǎng)之后，2017年1月18日，總投資額達2600億元人民幣的紫光南京半導體產(chǎn)業(yè)基地及新IT投資與研發(fā)總部項目在南京正式簽約。紫光南京半導體產(chǎn)業(yè)基地項目主要產(chǎn)品為3D-NANDFLASH、DRAM存儲芯片等，項目一期投資約100億美元，月產(chǎn)芯片10萬(wàn)片。除上述兩地工廠(chǎng)之外，紫光還計劃于成都興建12寸廠(chǎng)。 除了中芯國際、華力微電子、紫光集團之外，國內外諸多公司在中國大陸開(kāi)建晶圓廠(chǎng)。比如德科瑪在淮安規劃2萬(wàn)片CIS產(chǎn)能，CIS多用于智能手機攝像頭，國內品牌的中高端智能手機的CIS基本被日本索尼壟斷，這個(gè)項目有利于提升中國在該領(lǐng)域的話(huà)語(yǔ)權。 根據國際半導體協(xié)會(huì )（SEMI）公布的數據，在2016年和2017年，新建的晶圓廠(chǎng)至少就有19座，而其中有高達10座皆建于中國。這些新廠(chǎng)產(chǎn)能將于2018年年底釋放，屆時(shí)中國晶圓廠(chǎng)的12寸晶圓每月總產(chǎn)能將達36.2萬(wàn)片，為現有產(chǎn)能的1.8倍。 不過(guò)，大舉投資到處建廠(chǎng)并不能在短期就實(shí)現逆襲。而且就晶圓總產(chǎn)能和技術(shù)水平來(lái)說(shuō)，還是和境外大廠(chǎng)存在不小的差距的。就中國廠(chǎng)商的12寸晶圓總產(chǎn)能占全球12寸晶圓的產(chǎn)能比例而言，還是相對偏低的，即便到2018年年底，中國廠(chǎng)商的12寸晶圓總產(chǎn)能僅為全球12寸晶圓的總產(chǎn)能的6.3%。就技術(shù)水平而言，大陸中芯國際、華力微電子等晶圓廠(chǎng)目前還在解決28nm制造工藝的良率問(wèn)題，而Intel、臺積電、三星都開(kāi)始10nm芯片商業(yè)化量產(chǎn)，境內廠(chǎng)商和Intel、臺積電、三星有明顯技術(shù)差距。 半導體設備不是瓶頸 日前，全球光刻巨頭ASML中國區總裁金泳璇在接受媒體（DIGITIMES）采訪(fǎng)時(shí)表示，ASML對大陸晶圓廠(chǎng)與國際客戶(hù)一視同仁，只要客戶(hù)下單，EUV要進(jìn)口到中國完全沒(méi)有任何問(wèn)題。在交期方面，所有客戶(hù)也都完全一致，從下單到正式交貨，均為21個(gè)月。金泳璇還透露，目前已有大陸晶圓廠(chǎng)巨頭與ASML展開(kāi)7納米工藝制程的EUV訂單洽談，2019年大陸首臺EUV可望落地。而這對中國晶圓廠(chǎng)來(lái)說(shuō)無(wú)疑是一個(gè)好消息。 一直以來(lái)，由于《瓦森納協(xié)定》使中國很難從西方直接獲得高端技術(shù)，一定程度上影響了中國和西方之間開(kāi)展高端技術(shù)合作。像光刻機等高端設備正被列入限制出口的清單之內，中國也很難買(mǎi)到最新最先進(jìn)的產(chǎn)品。具體來(lái)說(shuō)，EUV光刻機最早的實(shí)驗型號在2011年就有境外廠(chǎng)商購買(mǎi)并到貨了。在2013年，量產(chǎn)型EUV光刻機3300B也開(kāi)始向國際大廠(chǎng)供貨。而中國企業(yè)則無(wú)法擁有與Intel、三星、臺積電一樣的優(yōu)先級買(mǎi)到ASML的最新產(chǎn)品。因而有觀(guān)點(diǎn)認為中國晶圓廠(chǎng)技術(shù)明顯落后于中國臺灣和韓國全部要歸咎于西方的技術(shù)封鎖。 但事實(shí)上，這種觀(guān)點(diǎn)是比較片面的。誠然，中國只能在國際大廠(chǎng)買(mǎi)到產(chǎn)品的幾年后才有機會(huì )買(mǎi)到相應產(chǎn)品。甚至購買(mǎi)一些相對落后一些的光刻機都必須通過(guò)各種方式進(jìn)行斡旋。比如在2015年，駐荷蘭大使陳旭訪(fǎng)問(wèn)ASML公司，雖然外交部官方網(wǎng)站的報道非�！肮侔斯伞�，但沒(méi)準就是為中國企業(yè)采購ASML光刻機進(jìn)行官方斡旋。 不過(guò)，就此把中芯國際、華力微等晶圓廠(chǎng)的不給力歸咎于光刻機等設備被西方卡脖子是不太合適的。因為中芯國際和華力微的設備雖然比臺積電、三星現在最新的設備要差一些，但比國際二流的一些小廠(chǎng)商已經(jīng)要好很多，而且這些設備比當年臺積電掌握28nm工藝時(shí)所使用的設備也要先進(jìn)不少。也就是說(shuō)，當年臺積電使用比現今中芯國際更差的設備，依舊搞定了28nm工藝，而大陸晶圓廠(chǎng)使用了更先進(jìn)的設備，在良率上依舊存在一定瑕疵。 因而，大陸晶圓廠(chǎng)最大的短板并非是設備不行，而是使用這些設備的技術(shù)水平和臺積電、三星、Intel有差距。對此，一位業(yè)內人士評價(jià)：“只要做一些工作，設備都能弄到，主要是技術(shù)研發(fā)不出來(lái)，別人花了幾十年，投入百億美金，中國也要走這個(gè)過(guò)程”。 路漫漫，上下而求索 張忠謀之所以表示：“目前中國大陸芯片代工技術(shù)仍不成氣候，可能需要花好幾年的時(shí)間才有機會(huì )達到臺積電的技術(shù)門(mén)坎”，原因就在于國內晶圓廠(chǎng)在技術(shù)水平上與臺積電有不小的差距。畢竟晶圓代工是一門(mén)技術(shù)活，有先進(jìn)的生產(chǎn)設備和生產(chǎn)出性能優(yōu)異、穩定可靠、良品率高的芯片是兩回事。在芯片的生產(chǎn)制造匯總，工藝配方、制造流程、建模水平、良率控制相關(guān)的技術(shù)都是各大晶圓廠(chǎng)的不傳之秘，要制造出10/14nm的芯片，擁有先進(jìn)的半導體設備是一方面，自己內部的技術(shù)積累又是另一方面。 某自主CPU在分別采用境內和境外晶圓廠(chǎng)代工后，就發(fā)現境外晶圓廠(chǎng)的良品率明顯高于境內晶圓廠(chǎng)。龍芯在ST和境內某晶圓廠(chǎng)流片后就察覺(jué)到，境內代工廠(chǎng)的40nm制造工藝還不如ST的65nm制造工藝，ST在同制程下也只有臺積電的80%，境內的代工廠(chǎng)在同制程下只有臺積電的60%。此外，境內代工廠(chǎng)在不同批次的一致性，仿真模型和實(shí)際晶體管參數的一致性都和國外工藝有一定差距，這使得IC設計公司如果要在境內代工廠(chǎng)流片，在設計時(shí)要多留些余量，蒙特卡羅仿真也要把參數波動(dòng)范圍設大一些。 就商業(yè)上看，在2016年，臺積電營(yíng)業(yè)收入的54%是來(lái)自于40nm及以下制程技術(shù)，格羅方德的比例為48%，聯(lián)電為18%，中芯國際僅有2%。即便2016年中芯國際28nm營(yíng)收占比有3.5%，這當中很大一部分是高通因非商業(yè)因素給中芯國際下單，并非中芯國際在技術(shù)上能夠擊敗臺積電。 正如之前那位業(yè)內人士介紹，“別人花了幾十年，投入百億美金，中國也要走這個(gè)過(guò)程”。在追趕臺積電的道路上，境內晶圓廠(chǎng)還有很長(cháng)的路要走。 |
