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來(lái)源：半導體行業(yè)觀(guān)察 編輯：黃曉冬 最近，關(guān)于28nm工藝的新聞頻頻見(jiàn)于報端。 一方面，臺積電(TSM.US)日前宣布，將斥資約800億元新臺幣，把在南京廠(chǎng)建置28納米制程，目標在2023年中前達到4萬(wàn)片月產(chǎn)能。除此之外，市場(chǎng)中也有消息傳出晶圓代工大廠(chǎng)聯(lián)電正與包括聯(lián)發(fā)科、聯(lián)詠、瑞昱等3大IC設計公司討論投資產(chǎn)能合作的情況，以進(jìn)一步滿(mǎn)足市場(chǎng)對28nm的需求。 另一方面，有國內某所謂大V對臺積電在國內擴產(chǎn)28nm大放厥詞。 其實(shí)從2011年臺積電率先開(kāi)始量產(chǎn)28nm至今，28nm制程已經(jīng)在市場(chǎng)中存在了十年。然而在過(guò)了十年后，28nm并沒(méi)有因新工藝的出現而黯然失色，反而出現了產(chǎn)能緊張的情況，引得各大晶圓代工廠(chǎng)紛紛有了擴產(chǎn)的計劃。這種大規模擴建成熟工藝的情況，在晶圓代工歷史上并不常見(jiàn)。28nm為什么能夠長(cháng)盛不衰？ 曾經(jīng)被28nm改寫(xiě)的半導體市場(chǎng) 從先進(jìn)制程發(fā)展的歷史中看，28nm工藝本身就存在著(zhù)一些傳奇色彩。 從背景上看，28nm誕生于2008年那場(chǎng)金融危機之后。受到金融海嘯的影響，當時(shí)很多半導體企業(yè)都受到了影響。于是，在這之后的幾年，包括AMD在內的很多半導體企都選擇將制造業(yè)務(wù)剝離以降低運營(yíng)資金壓力，將更多的資源集中到相對投入到芯片設計當中，希望通過(guò)保持研發(fā)投入來(lái)維持知識產(chǎn)權等無(wú)形資產(chǎn)來(lái)保持競爭力。 此時(shí)，先進(jìn)制程也進(jìn)入到了新一代節點(diǎn)即28nm工藝的研發(fā)階段。這時(shí)候IDM廠(chǎng)商的退出為晶圓代工廠(chǎng)帶來(lái)了機會(huì )。 從技術(shù)上看，28nm的下一代22nm節點(diǎn)處，業(yè)界開(kāi)始引入了FinFet工藝。而28nm的上一代32nm處引入了第二代high-k值絕緣層/金屬柵極（HKMG）工藝。作為承上啟下的工藝，28nm的重要性不言而喻。 傳奇的28nm，也在為傳奇加冕。 28nm是臺積電命運的轉折點(diǎn)，他們率先在在該節點(diǎn)上取得了成績(jì)。2009年市占率僅為45%的臺積電，在張忠謀回歸的帶領(lǐng)下開(kāi)始全力沖刺當時(shí)最前沿的28nm制程。兩年后，臺積電超越競爭對手，率先提供28nm制程的量產(chǎn)技術(shù)。 據西南證券的調研報告顯示，當時(shí)三星與格羅方德同時(shí)選擇了先閘極 (Gate-first)方案，而臺積電獨自選擇了后閘極（Gate-last）方案，這種選擇讓臺積電在技術(shù)上取得了突破。借以在28nm技術(shù)上的突破，臺積電將三星與格羅方德遠遠地甩在身后。 如果說(shuō)，IDM廠(chǎng)商的轉型和臺積電本身在28nm身上的投入是地利和人和。那么，2012年智能手機以及平板電腦市場(chǎng)的飛速崛起則讓臺積電占盡了天時(shí)。據相關(guān)報道顯示，臺積電28nm制程在2011年投入量產(chǎn)后，營(yíng)收占比只用了一年時(shí)間就從2%爬升到了22%。28nm為臺積電奠定的基礎，臺積電在晶圓代工市場(chǎng)的市占率也從2009年的45%提高到了52%以上。 至此以后，臺積電一飛沖天。 28nm所鑄就的傳奇不僅僅只有臺積電一個(gè)。采用臺積電28nm的芯片設計廠(chǎng)商也得到了很大的市場(chǎng)回報。這其中就包括AMD、高通、英偉達等企業(yè)，有報道稱(chēng)，AMD的圖形IP借用臺積電的28nm技術(shù)實(shí)現了圖形性能的下一個(gè)重大飛躍，英偉達提供出市場(chǎng)上最節能的GPU和最高性能的圖形處理器。 十年前，28nm工藝改變了半導體市場(chǎng)。十年后，28nm工藝仍在續寫(xiě)傳奇。 28nm的火是如何燒到今天的 作為一種承上啟下的技術(shù)，28nm具有很大的發(fā)展潛力和生存空間。 在過(guò)去十年當中，28nm技術(shù)仍在不斷發(fā)展。其中，HKMG被認為是28nm量產(chǎn)致勝關(guān)鍵所在。于是，在各大晶圓代工廠(chǎng)紛紛量產(chǎn)28nm制程后，他們又步入了28nm HKMG階段——臺積電于2012年攻克了28nm HKMG制程，三星于2013年導入了 28nm HKMG；GF和聯(lián)電也在2013年左右推出了相關(guān)技術(shù)。近些年，GF和三星也推出了28nm FD SOI，這也為28nm工藝的繼續發(fā)展提供了動(dòng)力。 從市場(chǎng)對28nm的需求上看，28nm受惠于早期手機、平板的紅利，正在由汽車(chē)以及物聯(lián)網(wǎng)等新興領(lǐng)域接管。根據Omdia發(fā)布的調研報告顯示，2017年之后，28nm工藝雖然在手機領(lǐng)域的應用有所下降，但在其他多個(gè)領(lǐng)域的應用迅速增加，如OTT盒子和智能電視等應用領(lǐng)域市場(chǎng)的增長(cháng)速度較快。在全球的產(chǎn)能分布如下圖，巨大的產(chǎn)量?jì)�，也是為了未�?lái)更多新興應用領(lǐng)域的發(fā)展做儲備。 
（Advanced technology capacity, 28 nanometer and below (includes 32-nanometer) 來(lái)源：Omdia） 28nm在新興領(lǐng)域的應用則可以從臺積電和聯(lián)電擴產(chǎn)28nm的理由中便可看出——臺積電表示，南京廠(chǎng)擴產(chǎn)并投28nm成熟制程，主要因應目前全球從車(chē)用芯片擴及其他包括遠距應用所需的芯片短缺，所進(jìn)行的擴充需求。聯(lián)電方便則有消息指出，在當前電源管理芯片、顯示驅動(dòng)芯片、車(chē)用電子芯片等產(chǎn)品市場(chǎng)供應吃緊，交貨期持續拉長(cháng)的情況下，顯示出這些主力以28 納米成熟制程生產(chǎn)的產(chǎn)能?chē)乐夭蛔�。因此，擴產(chǎn)28 納米產(chǎn)能成為當前個(gè)晶圓廠(chǎng)的重要規劃之一。 據MoneyDJ援引半導體業(yè)者分析稱(chēng)，以終端產(chǎn)品來(lái)看，成熟制程的需求量還是相當大，像是冰箱、電視、音響等各種家電及消費性電子產(chǎn)品，未來(lái)只會(huì )越來(lái)越智能化；加上萬(wàn)物聯(lián)網(wǎng)趨勢，需要更多的IC，但不必用到7nm、5nm生產(chǎn)，用28nm制程即可滿(mǎn)足大部分的需求。 這樣，在技術(shù)和市場(chǎng)的雙重驅動(dòng)下，28nm工藝作為一代極具性?xún)r(jià)比的制程，從2011年一路火到了2021年。時(shí)至今日，28nm工藝仍在各大晶圓代工廠(chǎng)中占據著(zhù)重要的地位。
（數據來(lái)源：TSMC官網(wǎng)整理） 國內28nm發(fā)展情況 從臺積電28nm所貢獻的營(yíng)收上看，在其向更為先進(jìn)的制程發(fā)展當中，28nm為他們帶來(lái)的營(yíng)收也有所下降。據Digitimes去年的報道，供應鏈透漏，臺積電28nm的產(chǎn)能利用率始終沒(méi)有達到預期，不過(guò)第4季將滿(mǎn)載。 在臺積電的28nm產(chǎn)能變化的情況當中，為我們透露出了幾個(gè)信號，一是越來(lái)越多的晶圓代工廠(chǎng)攻克了28nm技術(shù)，后來(lái)的玩家也搶占了一部分市場(chǎng)。二是市場(chǎng)對28nm的需求再次回升。 而這對于中國大陸來(lái)說(shuō)也是一個(gè)搶占28nm市場(chǎng)的好時(shí)機。 從國內方面來(lái)看，28nm作為一個(gè)關(guān)鍵節點(diǎn)，國內晶圓代工廠(chǎng)也有了一定的量產(chǎn)能力。從公開(kāi)消息顯示，中芯國際在2015年開(kāi)始進(jìn)行28nm制程量產(chǎn)，并于2018年宣布完成28nm HKMG的研發(fā)。這也是中國大陸首個(gè)能夠量產(chǎn)28nm工藝的企業(yè)。 2018年年底，華虹集團旗下的12英寸晶圓代工廠(chǎng)上海華力與聯(lián)發(fā)科共同宣布：基于上海華力28nm低功耗工藝平臺的一顆無(wú)線(xiàn)通訊數據處理芯片成功進(jìn)入量產(chǎn)階段。至此，除了中芯國際之外，又有一家大陸晶圓代工廠(chǎng)具備了28nm制程的量產(chǎn)能力。 面對晶圓代工在28nm上的擴產(chǎn)布局，中國大陸晶圓代工企業(yè)也做出了相應的規劃。根據中芯國際在今年3月發(fā)布的公告稱(chēng)，將和深圳政府擬以建議出資的方式，經(jīng)由中芯國際集成電路制造（深圳）有限公司（下稱(chēng) “中芯深圳”）進(jìn)行項目發(fā)展和營(yíng)運，重點(diǎn)生產(chǎn) 28 納米及以上的集成電路并提供技術(shù)服務(wù)，旨在實(shí)現最終每月約4萬(wàn)片12吋晶圓的產(chǎn)能。預期將于 2022 年開(kāi)始生產(chǎn)。 但從規模上看，國內致力于28nm工藝的廠(chǎng)商們與行業(yè)龍頭相比，仍存在著(zhù)很大的差距。根據業(yè)內人士分析，根據中芯國際的營(yíng)收和28nm wafer asp粗略計算，國產(chǎn)28nm全部月產(chǎn)能大概在一萬(wàn)片左右，且其工藝平臺以及IP庫也有待完善。另外，由于公司28nm制程相關(guān)的產(chǎn)線(xiàn)仍面臨較高的折舊壓力，因此，其28nm在毛利方面的表現也與臺積電等晶圓大廠(chǎng)具有一定的差距。
（來(lái)源：中芯國際財報數據整理，圖為2015年-2019年間數據） 相比之下，28nm作為臺積電公司發(fā)展史上最賺錢(qián)、稱(chēng)霸最久的一個(gè)制程世代。其在28nm節點(diǎn)上的全球市場(chǎng)占比曾一度超過(guò)50%的，并擁有多個(gè)面向不同產(chǎn)品不同需求的工藝平臺，而這為臺積電在成本和產(chǎn)能上都帶來(lái)了巨大的優(yōu)勢。而臺積電本輪選擇在南京達成4萬(wàn)片28nm的擴產(chǎn)計劃，無(wú)疑將對中芯國際造成一定的壓力。 但從積極的一方面上看，雖然與晶圓代工龍頭之間還存在著(zhù)差距，中芯國際仍有一定的發(fā)展機遇。從去年中芯國際發(fā)布的招股書(shū)中顯示，從行業(yè)發(fā)展規律來(lái)看，通常設備實(shí)際使用期長(cháng)達十至二十年，在折舊期結束后仍能產(chǎn)生較大的經(jīng)濟效益。晶圓代工企業(yè)首先通常隨著(zhù)產(chǎn)線(xiàn)的逐步達產(chǎn)，毛利率會(huì )逐漸有較大的改善；當設備結束折舊期后，產(chǎn)線(xiàn)的盈利水平將實(shí)現極大程度的提高。 而從今年市場(chǎng)對28nm的需求以及中芯國際前不久在發(fā)布的登陸科創(chuàng )板以來(lái)的首份年報成績(jì)來(lái)看，在國產(chǎn)化的需求下，中芯國際28nm或許能夠在未來(lái)的市場(chǎng)需求中獲得一定的成長(cháng)。 另外，從國內28nm產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展上看，有相關(guān)報道稱(chēng)，絕大多數設備和材料在28nm這個(gè)節點(diǎn)上基本已不存在技術(shù)問(wèn)題，瓶頸主要在于光刻機和光刻膠，而后者也有望在1-2年內做到28nm產(chǎn)線(xiàn)的落地。這也就意味著(zhù)，國內28nm產(chǎn)業(yè)鏈將在2年內有望成熟。尤其是在貿易環(huán)境多變的情況下，國內產(chǎn)業(yè)鏈的完善，或許能夠助力中芯國際28nm得到更好的發(fā)展。 結語(yǔ) 可以預見(jiàn)的是，在這輪市場(chǎng)的新需求下，晶圓代工廠(chǎng)商們將在成熟工藝當中展開(kāi)新一輪的較量。 除了臺積電外，聯(lián)電、GF等企業(yè)也在過(guò)去的十年當中不斷完善其28nm產(chǎn)品，并衍生出來(lái)多種特色工藝，在這種情況下。致力于成熟工藝的晶圓代工玩家們是否能借以這一波機會(huì )得到得到新的成長(cháng)。中國大陸晶圓代工廠(chǎng)又能在這輪市場(chǎng)行情當中吃下多少紅利。 28nm又是否有可能在未來(lái)十年再造奇跡呢？ |
