中芯國(guó)際的破局
2020/5/23 20:24:00 點(diǎn)擊：
振奮人心，中芯國(guó)際獲國(guó)家 200 億注資，擬取代臺(tái)積電曲線救華為。
近幾年來，中國(guó)的半導(dǎo)體行業(yè)蓬勃發(fā)展，市場(chǎng)需求保持快速增長(zhǎng)。 據(jù)中投產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，2017 年中國(guó)大陸地區(qū)半導(dǎo)體設(shè)備銷售額達(dá) 82.3 億美元，2018 年為 131.1 億美元，同比增長(zhǎng)達(dá) 59%，銷售額度較去年增長(zhǎng)了近 48.4 億美元，可見中國(guó)市場(chǎng)對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)品的迫切需求。同時(shí)，中國(guó)以 131.1 億美元的銷售額超越臺(tái)灣，成為世界第二大半導(dǎo)體制造設(shè)備銷售市場(chǎng)。
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得益于國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的良好態(tài)勢(shì)，中芯國(guó)際的營(yíng)收表現(xiàn)亮眼。與此同時(shí)，中芯國(guó)際的技術(shù)工藝也迎來振奮人心的突破，但同時(shí)也面臨一些外部的挑戰(zhàn)。 通訊、消費(fèi)品，仍是營(yíng)收主力 在國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體需求迅猛增長(zhǎng)的情況下，中芯國(guó)際也交出了一份不錯(cuò)的成績(jī)單。
5 月 13 日，中芯國(guó)際發(fā)布了 2020 年 Q1 財(cái)務(wù)報(bào)表。第一季度銷售額為 9.059 億美元，相較 2019 年第四季度增長(zhǎng) 7.8%；毛利為 2.3 億美元，較 2019 年第四季度增長(zhǎng) 17.1%；毛利率為 25.8%，較 2019 年第四季度增長(zhǎng) 23.8%，凈利潤(rùn)達(dá)到了 6416.4 萬(wàn)美元，同比增長(zhǎng)更是達(dá)到了 422.8%。 總體來看，中芯國(guó)際在 2020 年開局取得了不錯(cuò)的成績(jī)。
尤其是凈利潤(rùn)表現(xiàn)亮眼，在其凈利潤(rùn)迅猛增長(zhǎng)的背后，通訊消費(fèi)品依舊是營(yíng)收貢獻(xiàn)的主力。據(jù)中芯國(guó)際產(chǎn)品分類數(shù)據(jù)，通訊和消費(fèi)類產(chǎn)品總占據(jù)業(yè)務(wù)總量的 80%。
通訊產(chǎn)品一直是中芯國(guó)際營(yíng)收的核心。2019 年通訊產(chǎn)品占到了中芯國(guó)際總營(yíng)收的 46%，而中芯國(guó)際通訊業(yè)務(wù)營(yíng)收的迅速增長(zhǎng)，與國(guó)內(nèi)電子產(chǎn)品廠商將訂單轉(zhuǎn)給中芯國(guó)際有關(guān)。 從 2019 年底開始，華為就陸續(xù)將設(shè)計(jì)芯片的訂單從臺(tái)積電轉(zhuǎn)到中芯國(guó)際。近日，華為又宣布將旗下的海思半導(dǎo)體 14 納米 FinFET 工藝部分芯片代工訂單交由中芯國(guó)際完成。
華為訂單的轉(zhuǎn)移，一方面幫助了中芯國(guó)際提升其在 14nm 量產(chǎn)水平；另一方面，也助力了中芯國(guó)際的營(yíng)收增長(zhǎng)。 此外，消費(fèi)類芯片也是中芯國(guó)際另一大營(yíng)收來源。國(guó)內(nèi)消費(fèi)電子市場(chǎng)不斷快速增長(zhǎng)，智能手機(jī)、液晶電視、DVD 播放機(jī)、數(shù)碼相機(jī)和攝像機(jī)等產(chǎn)品需求不斷增長(zhǎng)，帶動(dòng)了中芯國(guó)際等半導(dǎo)體企業(yè)在該類業(yè)務(wù)領(lǐng)域的發(fā)展。
中芯國(guó)際在 2020 年第一季度表現(xiàn)亮眼，但其面臨的技術(shù)問題仍然不可忽視。為了在技術(shù)上尋求突破，中芯國(guó)際開展 N+1、N+2 工藝戰(zhàn)略，直追臺(tái)積電 7nm 制程工藝。 N+1 工藝，力求破局 最新消息，中芯國(guó)際 CEO 梁孟松宣布中芯國(guó)際目前正在全力研發(fā) N+1 工藝，已進(jìn)入客戶導(dǎo)入產(chǎn)品認(rèn)證階段，并且提到 N+1 工藝的芯片相較 14nm 性能提升 20%、功耗降低 57%、邏輯面積縮小 63%，SoC 面積縮小 55%。 從中芯國(guó)際 N+1 工藝芯片性能來看，幾乎相當(dāng)于臺(tái)積電第一代 7nm 工藝，預(yù)計(jì)年底即可量產(chǎn)。
值得注意的是，中芯國(guó)際的 N+1 工藝并不等于 7nm 工藝。市場(chǎng)上 7nm 工藝相較 14nm，基準(zhǔn)提升幅度是 35%，而中芯國(guó)際的 N+1 工藝提升幅度為 20%，相較略為遜色。但其成本較低，且 N+1 工藝制程并不需要 EUV。在這一點(diǎn)上，中芯國(guó)際無(wú)疑是取得了技術(shù)性的突破。 N+1 取得的喜人成就，不禁讓業(yè)界對(duì)中芯國(guó)際的 N+2 工藝充滿期待，N+2 工藝在性能上比 N+1 進(jìn)一步提升，更逼近市場(chǎng) 7nm 工藝。 相對(duì)于半導(dǎo)體市場(chǎng)的 7nm，N+1 工藝上雖然比 7nm 稍顯遜色，但其成本比市場(chǎng)上的 7nm 低大約 10%。對(duì)于半導(dǎo)體產(chǎn)品需求大的廠商，無(wú)疑這個(gè)突如其來的喜訊定會(huì)引起他們極大的興趣。此外，相較美國(guó)控股的臺(tái)積電，中芯國(guó)際顯然更值得他們信賴。 中芯國(guó)際在制程工藝上的進(jìn)步，對(duì)國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)有著很大的激勵(lì)作用。然而，中芯國(guó)際的技術(shù)發(fā)展之路上，并不是一帆風(fēng)順的。
不容忽視的技術(shù)代差 早在 2017 年，中芯國(guó)際的集成電路制造工藝還停留在 28nm 階段，而此時(shí)的臺(tái)積電已經(jīng)開始量產(chǎn) 10nm 集成電路芯片。28nm 和 10nm 之間還間隔著 14nm 的制作工藝差距。數(shù)據(jù)顯示，同功耗下 14nm 可達(dá)到的頻率比 28nm 要高出 61%。中芯國(guó)際和臺(tái)積電的技術(shù)差距可想而知。
這個(gè)問題，隨著梁孟松的加入，終于有了改觀。梁孟松用了僅僅 300 天的時(shí)間，就讓中芯國(guó)際實(shí)現(xiàn)了從 28nm 到 14nm 的技術(shù)跨越，14nm 芯片的良品率也從 3%提高到 95%?？梢哉f，梁孟松的加入帶動(dòng)了中芯國(guó)際制程工藝的跨越式發(fā)展。中芯國(guó)際實(shí)現(xiàn) 28nm 到 14nm 的跨越，也極大地振奮了國(guó)內(nèi)自主芯片產(chǎn)業(yè)的信心。 2020 年 1 月份，中芯國(guó)際再次傳來了令人激動(dòng)的喜訊，中芯國(guó)際旗下的的中芯南方集成電路制造有限公司宣布首條 14nm 生產(chǎn)線投入生產(chǎn)。 然而，中芯國(guó)際的集成電路制造技術(shù)距世界先進(jìn)水平還是有很大差距。
不久前，臺(tái)積電宣布 5nm 生產(chǎn)線即將投入量產(chǎn)，而同為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的三星已經(jīng)將目光轉(zhuǎn)向 3nm 生產(chǎn)線。在芯片領(lǐng)域，14nm 和 5nm 之間還間隔著 7nm 的技術(shù)差距，也就是說，中芯國(guó)際和臺(tái)積電的半導(dǎo)體技術(shù)仍然相差兩代。 中芯國(guó)際制造技術(shù)突破的道路上，有兩個(gè)難題——技術(shù)封鎖和資金匱乏。
眾所周知，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展是建立在“燒錢”模式上的。每一次納米工藝的進(jìn)步，其成本都以幾何倍增長(zhǎng)。2019 年中芯國(guó)際投入研發(fā)的資金達(dá) 6.874 億美元，占銷售收入的 22%。 圓晶的成本隨著制程的金屬層數(shù)隨著工藝的演進(jìn)不斷提升。例如 13nm 制程有六層金屬，5nm 最少會(huì)有 14 層金屬，此外，半導(dǎo)體制作中還要引入新的技術(shù)，14nm 時(shí)需要引入 FinFET 技術(shù)，5nm 時(shí)引入堆疊橫向納米線技術(shù)。 其次是光刻技術(shù)成本。40nm 和 45nm 制程需要用到 40 層光罩，而 14nm 和 10nm 就需要 60 層光罩。這對(duì)光刻機(jī)的要求近乎是苛刻的，而全球僅有一家成功成功開發(fā) EUV 的公司——荷蘭的阿斯麥。去年 5 月，中芯國(guó)際向荷蘭訂購(gòu)一臺(tái)光刻機(jī)，而這臺(tái)光刻機(jī)的價(jià)格就達(dá) 1.2 億歐元，其價(jià)格相當(dāng)于兩架波音 737。
再者，美國(guó)一直掌握著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)，對(duì)中國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)進(jìn)行技術(shù)封鎖。據(jù)路透社報(bào)道，美國(guó)周一宣布對(duì)中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備限制出口，防止中國(guó)通過民用商業(yè)等途徑獲取半導(dǎo)體設(shè)備和技術(shù)。 縱觀中芯國(guó)際發(fā)展歷程，在重重困境中一步步走到今天，實(shí)屬不易。雖然中芯國(guó)際的工藝實(shí)力相較于世界頂尖水平還有差距，但中芯國(guó)際依舊給業(yè)界創(chuàng)造了不少奇跡。N+1 工藝已經(jīng)逼近 7nm 水準(zhǔn)，而往后性能更加強(qiáng)大的的 N+2 工藝，必然能在技術(shù)上讓中芯國(guó)際更有底氣。
中芯國(guó)際此次技術(shù)工藝的突破，對(duì)中國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)來說也具有戰(zhàn)略意義。一方面，中芯國(guó)際的技術(shù)突破讓“中國(guó)芯”在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)有了更多的話語(yǔ)權(quán)，為中國(guó)電子產(chǎn)品企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。另一方面，中芯國(guó)際的新工藝也為我國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)研發(fā)爭(zhēng)取了更多的時(shí)間。
不過，目前國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)仍處于發(fā)展階段，還存在很大差距，這也意味著中芯國(guó)際的前行之路依舊任重道遠(yuǎn)。在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)大環(huán)境不利的情況下，中芯國(guó)際技術(shù)發(fā)展之路，必然充滿著千難萬(wàn)險(xiǎn)。
近幾年來，中國(guó)的半導(dǎo)體行業(yè)蓬勃發(fā)展，市場(chǎng)需求保持快速增長(zhǎng)。 據(jù)中投產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，2017 年中國(guó)大陸地區(qū)半導(dǎo)體設(shè)備銷售額達(dá) 82.3 億美元，2018 年為 131.1 億美元，同比增長(zhǎng)達(dá) 59%，銷售額度較去年增長(zhǎng)了近 48.4 億美元，可見中國(guó)市場(chǎng)對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)品的迫切需求。同時(shí)，中國(guó)以 131.1 億美元的銷售額超越臺(tái)灣，成為世界第二大半導(dǎo)體制造設(shè)備銷售市場(chǎng)。
www.gjak.cn
得益于國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的良好態(tài)勢(shì)，中芯國(guó)際的營(yíng)收表現(xiàn)亮眼。與此同時(shí)，中芯國(guó)際的技術(shù)工藝也迎來振奮人心的突破，但同時(shí)也面臨一些外部的挑戰(zhàn)。 通訊、消費(fèi)品，仍是營(yíng)收主力 在國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體需求迅猛增長(zhǎng)的情況下，中芯國(guó)際也交出了一份不錯(cuò)的成績(jī)單。
5 月 13 日，中芯國(guó)際發(fā)布了 2020 年 Q1 財(cái)務(wù)報(bào)表。第一季度銷售額為 9.059 億美元，相較 2019 年第四季度增長(zhǎng) 7.8%；毛利為 2.3 億美元，較 2019 年第四季度增長(zhǎng) 17.1%；毛利率為 25.8%，較 2019 年第四季度增長(zhǎng) 23.8%，凈利潤(rùn)達(dá)到了 6416.4 萬(wàn)美元，同比增長(zhǎng)更是達(dá)到了 422.8%。 總體來看，中芯國(guó)際在 2020 年開局取得了不錯(cuò)的成績(jī)。
尤其是凈利潤(rùn)表現(xiàn)亮眼，在其凈利潤(rùn)迅猛增長(zhǎng)的背后，通訊消費(fèi)品依舊是營(yíng)收貢獻(xiàn)的主力。據(jù)中芯國(guó)際產(chǎn)品分類數(shù)據(jù)，通訊和消費(fèi)類產(chǎn)品總占據(jù)業(yè)務(wù)總量的 80%。
通訊產(chǎn)品一直是中芯國(guó)際營(yíng)收的核心。2019 年通訊產(chǎn)品占到了中芯國(guó)際總營(yíng)收的 46%，而中芯國(guó)際通訊業(yè)務(wù)營(yíng)收的迅速增長(zhǎng)，與國(guó)內(nèi)電子產(chǎn)品廠商將訂單轉(zhuǎn)給中芯國(guó)際有關(guān)。 從 2019 年底開始，華為就陸續(xù)將設(shè)計(jì)芯片的訂單從臺(tái)積電轉(zhuǎn)到中芯國(guó)際。近日，華為又宣布將旗下的海思半導(dǎo)體 14 納米 FinFET 工藝部分芯片代工訂單交由中芯國(guó)際完成。
華為訂單的轉(zhuǎn)移，一方面幫助了中芯國(guó)際提升其在 14nm 量產(chǎn)水平；另一方面，也助力了中芯國(guó)際的營(yíng)收增長(zhǎng)。 此外，消費(fèi)類芯片也是中芯國(guó)際另一大營(yíng)收來源。國(guó)內(nèi)消費(fèi)電子市場(chǎng)不斷快速增長(zhǎng)，智能手機(jī)、液晶電視、DVD 播放機(jī)、數(shù)碼相機(jī)和攝像機(jī)等產(chǎn)品需求不斷增長(zhǎng)，帶動(dòng)了中芯國(guó)際等半導(dǎo)體企業(yè)在該類業(yè)務(wù)領(lǐng)域的發(fā)展。
中芯國(guó)際在 2020 年第一季度表現(xiàn)亮眼，但其面臨的技術(shù)問題仍然不可忽視。為了在技術(shù)上尋求突破，中芯國(guó)際開展 N+1、N+2 工藝戰(zhàn)略，直追臺(tái)積電 7nm 制程工藝。 N+1 工藝，力求破局 最新消息，中芯國(guó)際 CEO 梁孟松宣布中芯國(guó)際目前正在全力研發(fā) N+1 工藝，已進(jìn)入客戶導(dǎo)入產(chǎn)品認(rèn)證階段，并且提到 N+1 工藝的芯片相較 14nm 性能提升 20%、功耗降低 57%、邏輯面積縮小 63%，SoC 面積縮小 55%。 從中芯國(guó)際 N+1 工藝芯片性能來看，幾乎相當(dāng)于臺(tái)積電第一代 7nm 工藝，預(yù)計(jì)年底即可量產(chǎn)。
值得注意的是，中芯國(guó)際的 N+1 工藝并不等于 7nm 工藝。市場(chǎng)上 7nm 工藝相較 14nm，基準(zhǔn)提升幅度是 35%，而中芯國(guó)際的 N+1 工藝提升幅度為 20%，相較略為遜色。但其成本較低，且 N+1 工藝制程并不需要 EUV。在這一點(diǎn)上，中芯國(guó)際無(wú)疑是取得了技術(shù)性的突破。 N+1 取得的喜人成就，不禁讓業(yè)界對(duì)中芯國(guó)際的 N+2 工藝充滿期待，N+2 工藝在性能上比 N+1 進(jìn)一步提升，更逼近市場(chǎng) 7nm 工藝。 相對(duì)于半導(dǎo)體市場(chǎng)的 7nm，N+1 工藝上雖然比 7nm 稍顯遜色，但其成本比市場(chǎng)上的 7nm 低大約 10%。對(duì)于半導(dǎo)體產(chǎn)品需求大的廠商，無(wú)疑這個(gè)突如其來的喜訊定會(huì)引起他們極大的興趣。此外，相較美國(guó)控股的臺(tái)積電，中芯國(guó)際顯然更值得他們信賴。 中芯國(guó)際在制程工藝上的進(jìn)步，對(duì)國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)有著很大的激勵(lì)作用。然而，中芯國(guó)際的技術(shù)發(fā)展之路上，并不是一帆風(fēng)順的。
不容忽視的技術(shù)代差 早在 2017 年，中芯國(guó)際的集成電路制造工藝還停留在 28nm 階段，而此時(shí)的臺(tái)積電已經(jīng)開始量產(chǎn) 10nm 集成電路芯片。28nm 和 10nm 之間還間隔著 14nm 的制作工藝差距。數(shù)據(jù)顯示，同功耗下 14nm 可達(dá)到的頻率比 28nm 要高出 61%。中芯國(guó)際和臺(tái)積電的技術(shù)差距可想而知。
這個(gè)問題，隨著梁孟松的加入，終于有了改觀。梁孟松用了僅僅 300 天的時(shí)間，就讓中芯國(guó)際實(shí)現(xiàn)了從 28nm 到 14nm 的技術(shù)跨越，14nm 芯片的良品率也從 3%提高到 95%?？梢哉f，梁孟松的加入帶動(dòng)了中芯國(guó)際制程工藝的跨越式發(fā)展。中芯國(guó)際實(shí)現(xiàn) 28nm 到 14nm 的跨越，也極大地振奮了國(guó)內(nèi)自主芯片產(chǎn)業(yè)的信心。 2020 年 1 月份，中芯國(guó)際再次傳來了令人激動(dòng)的喜訊，中芯國(guó)際旗下的的中芯南方集成電路制造有限公司宣布首條 14nm 生產(chǎn)線投入生產(chǎn)。 然而，中芯國(guó)際的集成電路制造技術(shù)距世界先進(jìn)水平還是有很大差距。
不久前，臺(tái)積電宣布 5nm 生產(chǎn)線即將投入量產(chǎn)，而同為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的三星已經(jīng)將目光轉(zhuǎn)向 3nm 生產(chǎn)線。在芯片領(lǐng)域，14nm 和 5nm 之間還間隔著 7nm 的技術(shù)差距，也就是說，中芯國(guó)際和臺(tái)積電的半導(dǎo)體技術(shù)仍然相差兩代。 中芯國(guó)際制造技術(shù)突破的道路上，有兩個(gè)難題——技術(shù)封鎖和資金匱乏。
眾所周知，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展是建立在“燒錢”模式上的。每一次納米工藝的進(jìn)步，其成本都以幾何倍增長(zhǎng)。2019 年中芯國(guó)際投入研發(fā)的資金達(dá) 6.874 億美元，占銷售收入的 22%。 圓晶的成本隨著制程的金屬層數(shù)隨著工藝的演進(jìn)不斷提升。例如 13nm 制程有六層金屬，5nm 最少會(huì)有 14 層金屬，此外，半導(dǎo)體制作中還要引入新的技術(shù)，14nm 時(shí)需要引入 FinFET 技術(shù)，5nm 時(shí)引入堆疊橫向納米線技術(shù)。 其次是光刻技術(shù)成本。40nm 和 45nm 制程需要用到 40 層光罩，而 14nm 和 10nm 就需要 60 層光罩。這對(duì)光刻機(jī)的要求近乎是苛刻的，而全球僅有一家成功成功開發(fā) EUV 的公司——荷蘭的阿斯麥。去年 5 月，中芯國(guó)際向荷蘭訂購(gòu)一臺(tái)光刻機(jī)，而這臺(tái)光刻機(jī)的價(jià)格就達(dá) 1.2 億歐元，其價(jià)格相當(dāng)于兩架波音 737。
再者，美國(guó)一直掌握著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)，對(duì)中國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)進(jìn)行技術(shù)封鎖。據(jù)路透社報(bào)道，美國(guó)周一宣布對(duì)中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備限制出口，防止中國(guó)通過民用商業(yè)等途徑獲取半導(dǎo)體設(shè)備和技術(shù)。 縱觀中芯國(guó)際發(fā)展歷程，在重重困境中一步步走到今天，實(shí)屬不易。雖然中芯國(guó)際的工藝實(shí)力相較于世界頂尖水平還有差距，但中芯國(guó)際依舊給業(yè)界創(chuàng)造了不少奇跡。N+1 工藝已經(jīng)逼近 7nm 水準(zhǔn)，而往后性能更加強(qiáng)大的的 N+2 工藝，必然能在技術(shù)上讓中芯國(guó)際更有底氣。
中芯國(guó)際此次技術(shù)工藝的突破，對(duì)中國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)來說也具有戰(zhàn)略意義。一方面，中芯國(guó)際的技術(shù)突破讓“中國(guó)芯”在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)有了更多的話語(yǔ)權(quán)，為中國(guó)電子產(chǎn)品企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。另一方面，中芯國(guó)際的新工藝也為我國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)研發(fā)爭(zhēng)取了更多的時(shí)間。
不過，目前國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)仍處于發(fā)展階段，還存在很大差距，這也意味著中芯國(guó)際的前行之路依舊任重道遠(yuǎn)。在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)大環(huán)境不利的情況下，中芯國(guó)際技術(shù)發(fā)展之路，必然充滿著千難萬(wàn)險(xiǎn)。
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