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  集成電路領(lǐng)域14納米芯片國(guó)產(chǎn)先進(jìn)工藝規(guī)模實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，90nm 光刻機(jī)、5nm 刻蝕機(jī)、12 英寸大硅片、國(guó)產(chǎn) CPU、5G 芯片等實(shí)現(xiàn)突破。這標(biāo)志著中國(guó)公司大規(guī)模生產(chǎn) 14 納米芯片的能力首次得到官方認(rèn)可。這是對(duì)美國(guó)擴(kuò)大封鎖對(duì)中國(guó)的高端芯片出口的有力回應(yīng)，將進(jìn)一步加速中國(guó)在核心技術(shù)方面的突破。最近，美國(guó)剛剛擴(kuò)大了對(duì)美國(guó)向中國(guó)運(yùn)送用于 AI 和芯片制造工具的半導(dǎo)體的出口管控范圍。美國(guó)商務(wù)部已向包括 KLA 公司、Lam Research 公司和 Applied Materials 公司在內(nèi)的公司發(fā)出通知，除非獲得商務(wù)部的許可，否則禁止向生產(chǎn) 14納米 以下工藝的先進(jìn)半導(dǎo)體的中國(guó)工廠出口芯片制造設(shè)備。戰(zhàn)略問題獨(dú)立研究員 Chen Jia 表示，雖然 10 納米通常被作為先進(jìn)工藝的「基準(zhǔn)線」，但對(duì)中國(guó)來說，14 納米以上的成熟工藝可以滿足中國(guó)市場(chǎng)的大部分需求，項(xiàng)立剛說。陳佳說，在上海實(shí)現(xiàn) 14納米 芯片的量產(chǎn)，將大大有助于新能源汽車、智慧城市、智能制造和物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的發(fā)展，有助于中國(guó)鞏固其作為世界頂級(jí)制造工廠的優(yōu)勢(shì)。

  N+1 技術(shù)

  中芯國(guó)際的“N+1”制造技術(shù)是該公司繼 14 納米和 12 納米制造工藝之后的又一重要節(jié)點(diǎn)。

  據(jù)中芯國(guó)際稱，與 14 納米節(jié)點(diǎn)相比，其 N+1 技術(shù)可在相同的時(shí)鐘頻率和復(fù)雜度下，將性能提高 20%?；蛟谙嗤男阅芎蛷?fù)雜度下，將功率降低 57%。此外，該技術(shù)有可能將現(xiàn)有芯片晶體管密度提高 2.7 倍。

  按照業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)，新制程帶來的芯片性能提升應(yīng)該達(dá)到 35%，但如果樂觀點(diǎn)說，中芯已經(jīng)超越聯(lián)電、格芯，成為僅次于臺(tái)積電、三星的晶圓代工廠。中芯 N+1 工藝可以看成是「?jìng)?7nm」。

  雖然中芯國(guó)際的 N+1 技術(shù)帶來的可擴(kuò)展性和功耗改進(jìn)是顯著的，可以與格羅方德的 12LP+，三星的 8LPP，甚至臺(tái)積電的 N7(7 納米，非 EUV)相比，但其性能上的提升相對(duì)并沒那么明顯。因此，中芯國(guó)際自己將 N+1 主要定位為低功耗、低成本設(shè)備。早在 2020 年 8 月，中芯國(guó)際就表示其 N+1 技術(shù)方案已經(jīng) 「完成了客戶產(chǎn)品驗(yàn)證」。

  由于政策原因，中芯國(guó)際還沒有收到在 2018 年從 ASML 購(gòu)買的 TwinScan NXE 極紫外(EUV)掃描儀，目前其 N+1 技術(shù)沒有使用 EUV，這與與三星和臺(tái)積電的領(lǐng)先工藝不同。

  純粹依靠 DUV 光刻技術(shù)，大大降低了中芯國(guó)際在性能和可擴(kuò)展性方面推進(jìn)其節(jié)點(diǎn)的能力，因此它將無法在短期內(nèi)與前沿領(lǐng)域的市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者競(jìng)爭(zhēng)。目前，這對(duì)中芯國(guó)際來說不是一個(gè)重大問題，因?yàn)槌墒旒夹g(shù)(40/45 納米和更厚的技術(shù))在 2020 年第二季度占其晶圓收入的 90.9%。同時(shí)，28 納米和 14 納米僅占該公司第二季度晶圓收入的 9.1%，前者被認(rèn)為比后者更受歡迎。但中國(guó)公司需要基于 FinFET 的先進(jìn)工藝技術(shù)，其中許多公司更愿意與本地供應(yīng)商合作。

  能否撐起“中國(guó)芯”

  目前來看，10nm 以下工藝的玩家，只剩下臺(tái)積電、三星和英特爾了。2018 年，聯(lián)電、Global Foundries 在達(dá)到 14納米/12nm 工藝節(jié)點(diǎn)后，紛紛宣布退出更高制程的探索。

  在追求更先進(jìn)芯片制程的第二梯隊(duì)中，代表著我國(guó)自主研發(fā)集成電路制造技術(shù)先進(jìn)水平的中芯國(guó)際還沒有放棄。

  回看中芯國(guó)際 2021 年財(cái)報(bào)，其全年銷售收入為 54.431 億美元，同比增長(zhǎng) 39.3%。超過了市場(chǎng)預(yù)期。年度報(bào)告中，成熟工藝(28nm 以下)仍然是中芯國(guó)際的主要營(yíng)收來源，但先進(jìn)制程占比也在逐漸增加。

  這其中先進(jìn)制程 FinFET/28nm 或許就包括未分開的數(shù)據(jù)，讓業(yè)界對(duì)其 14納米、28nm 產(chǎn)能營(yíng)收增加了神秘感。

  其中，第四季度臺(tái)積電獨(dú)攬 52.1% 的市場(chǎng)份額高居榜首，而中芯國(guó)際僅占比 5.2%。

  在攻克 14納米 量產(chǎn)難關(guān)后，業(yè)界對(duì)中芯國(guó)際的期待是，何時(shí)能夠攻克 10nm，甚至 7nm 制程。

  而 14納米 與 5nm 相比中間相差至少 3 代，保守估計(jì)是 5 年以上的差距。

  一直以來，中芯國(guó)際同樣在提升自身芯片制程工藝的節(jié)點(diǎn)上不斷努力。去年 9 月，中芯曾發(fā)布公告稱，將投資 88.7 億美元(約 572 億人民幣)建設(shè)中國(guó)大陸最大的晶圓代工廠。建成后，工廠的產(chǎn)能將達(dá)到每月 10 萬片 12 英寸晶圓。另外，今年 8 月，中芯國(guó)際在最新公告中宣布，擬在天津建設(shè) 12 英寸晶圓代工生產(chǎn)線項(xiàng)目，投資總額為 75 億美元。然而，受制于實(shí)體清單的影響，中芯的發(fā)展同時(shí)面臨著巨大的挑戰(zhàn)。2020 年底，美商務(wù)部將中芯國(guó)際及其部分子公司及參股公司列入「實(shí)體清單」。根據(jù)規(guī)定，若想使用美產(chǎn)品和技術(shù)需獲得美商務(wù)部的許可。在列入實(shí)體清單一年后，美國(guó)又開始限制中芯國(guó)際獲得 14納米 及以下制程的生產(chǎn)工具。再加上國(guó)產(chǎn) DUV 光刻機(jī)遲遲無法交付，中芯還得嚴(yán)重依賴 ASML 光刻機(jī)供貨。除了制裁，“宮里內(nèi)斗”對(duì)其發(fā)展也帶來了不利的影響。2021 年 9 月，先是中芯國(guó)際董事長(zhǎng)周子學(xué)辭任，CFO 高永崗為代理董事長(zhǎng)。

  緊接著 2 個(gè)月后，蔣尚義辭任公司副董事長(zhǎng)、執(zhí)行董事及董事會(huì)戰(zhàn)略委員會(huì)成員職務(wù);梁孟松辭任執(zhí)行董事職務(wù)，繼續(xù)擔(dān)任公司聯(lián)合首席執(zhí)行官。

  不僅要去美化，還要應(yīng)對(duì)內(nèi)部人事變動(dòng)...由此來看，中芯國(guó)際在探索更先進(jìn)制程路上仍是任重而道遠(yuǎn)。