目前來看,,具有或即將具有14nm制程產(chǎn)能的廠商主要有七家,,分別是:英特爾、臺積電,、三星,、格羅方德,、聯(lián)電、中芯國際和華虹,。
14nm制程是當(dāng)下的中堅力量,,承載著市場上絕大多數(shù)中高端芯片的制造,特別是工業(yè),、汽車,、物聯(lián)網(wǎng)等,,擁有龐大的市場空間,,14nm制程正當(dāng)其時。
14nm爭奪戰(zhàn)概述:
14nm制程主要用于中高端AP/SoC,、GPU,、礦機(jī)ASIC、FPGA,、汽車半導(dǎo)體等制造,。對于各廠商而言,該制程也是收入的主要來源,。
英特爾,、三星和臺積電依然是14nm制程的主力軍,也是它們主要的營收來源,,其次是格羅方德和聯(lián)電,,但這兩家的14nm產(chǎn)能相對來說很有限,而且也不是它們的發(fā)展重點,。
因此,,在這個有巨大營收規(guī)模的市場,前三大玩家都在積極發(fā)展10nm,、7nm及更先進(jìn)制程,,第四和第五玩家的產(chǎn)能又很有限的情況下,,給了我國本土晶圓代工廠商不錯的發(fā)展機(jī)遇,關(guān)鍵是要抓緊時間量產(chǎn),,并保證產(chǎn)能和良率,。只要跟對了時間點,還是大有可為的,。
英特爾:擠牙膏依舊爆單
而英特爾原計劃在2016年推出10nm,,但經(jīng)歷了多次延遲,2019年才姍姍來遲,,可以看出對14nm制程的倚重程度,。
然而,英特爾公司自己的14nm產(chǎn)能已經(jīng)滿載,,因此,,該公司投入15億美元,用于擴(kuò)大14nm產(chǎn)能,,預(yù)計可在今年第3季度增加產(chǎn)出,。
為了改善14nm產(chǎn)能,2018年的資本支出將達(dá)到150億美元,,比年初增加了10億美元,,這些錢將投入到俄勒岡州、亞利桑那州,、愛爾蘭及以色列的14nm晶圓廠中,,增加14nm產(chǎn)能供應(yīng)以滿足市場需求。
而為了緩解CPU缺貨的尷尬,,英特爾已經(jīng)開始與三星交涉有關(guān)CPU代工的問題,。目前三星已經(jīng)正式同意為英特爾代工“Rocket Lake”微架構(gòu)CPU,該微處理器將于2021年發(fā)布,。
英特爾在14nm制程節(jié)點上確實消耗了比較長的時間,,但是同一制程下英特爾通過對架構(gòu)技術(shù)的優(yōu)化,可以說是充分挖掘了14nm制程工藝的性能潛力,。
從14nm到14nm+再到14nm++,,從第五代酷睿到第九代酷睿,每代之間的性能提升幅度基本在10%-15%左右,,第七代到第八代性能飆升40%,。
而酷睿在核心數(shù)量提升的情況下,主頻,、睿頻能力不僅未降反升,,去年10月英特爾推出的第九代酷睿i9 9900K還達(dá)到了單核5GHz睿頻。究其原因,,正是英特爾在14nm制程架構(gòu)優(yōu)化多年所帶來的突破,。
從英特爾制程優(yōu)化角度來看,,其實這些年來14nm酷睿處理器在性能層面的提升幅度是相當(dāng)大的,只不過每代與每代之間相對來說提升10%-15%,,讓人感覺沒那么明顯罷了,。
三星:打造中端還兼職賺外快
三星于2015年宣布正式量產(chǎn)14nm FinFET制程,先后為蘋果和高通代工過高端手機(jī)處理器,。目前來看,,其14nm產(chǎn)能市場占有率僅次于英特爾和臺積電。
今年年初三星發(fā)布了Exynos7 系列處理器新品:Exynos 7904,,定位于中端,,提供流暢的多任務(wù)處理能力,并且擁有優(yōu)秀的功耗控制,。
三星還準(zhǔn)備了其他各種各樣的工藝,,從14、10nm節(jié)點往下覆蓋到每一個數(shù)字上了,,未來還要進(jìn)軍3nm以下的2nm甚至1nm工藝,,要挑戰(zhàn)半導(dǎo)體的物理學(xué)極限。
由于存儲芯片市場疲軟,,對三星的營收產(chǎn)生了很大影響,,因此,三星的晶圓代工產(chǎn)能利用率下降,,想尋找新客戶,,高通和英特爾是其主要的爭取對象。
英特爾希望三星方面能夠解決它們14nm產(chǎn)能短缺的問題,,讓英特爾方面可以在2021年發(fā)布代號為“Rocket Lake”的CPU,,三星將在2020年第四季度開始大規(guī)模生產(chǎn)14納米英特爾CPU,。
臺積電:投入多年構(gòu)筑護(hù)城河
臺積電于2015下半年量產(chǎn)16nm FinFET制程,。與三星和英特爾相比,盡管它們的節(jié)點命名有所不同,,三星和英特爾是14nm,,臺積電是16nm,但在實際制程工藝水平上處于同一世代,。
到2018年第二季度,,臺積電的16nm和20nm制程對該公司的營收貢獻(xiàn)率為25%,主要產(chǎn)品分為兩大類:一是邏輯器件,,包括中高端手機(jī)AP/SoC,、基帶芯片、CPU,、GPU,、礦機(jī)ASIC,,以及FPGA等;二是射頻芯片,,包括高端手機(jī)的WIFI,、藍(lán)牙、NFC芯片,,5G毫米波芯片,,以及汽車電子用芯片等。
新技術(shù)一經(jīng)推出就為臺積電搶占了大量的市場份額,,一夜之間就把勢均力敵的對手甩在了后面,。而且由于在邁進(jìn)16nm/14nm的門檻后,研發(fā)成本大大增加,,臺積電憑借多年的積累逐漸站穩(wěn)腳跟,。
格羅方德:放棄7nm豪賭14nm
格羅方德將無限期暫停7nm LP工藝的開發(fā),以便將資源轉(zhuǎn)移到更加專業(yè)的14nm和12nm FinFET節(jié)點的持續(xù)開發(fā)上,。
這一決定并不是因為7nm LP工藝面臨技術(shù)障礙,,而是出于經(jīng)濟(jì)方面的考慮。在未來一段時間里,,將專注射頻,、嵌入式存儲器、低功耗定制產(chǎn)品在14nm,、12nm FinFET工藝改進(jìn),。
除AMD和IBM外的客戶,其更青睞于已經(jīng)成熟的14nm FinFET工藝,,而不是尚未成熟的更前沿節(jié)點,。
14nm是格羅方德最先進(jìn)的主流制程工藝,位于美國紐約州馬耳他,,這里除了14nm,,還有28nm的,最大產(chǎn)能為6萬片晶圓/月,,主要采用12英寸晶圓,。主要用于代工高端處理器。目前來看,,14nm產(chǎn)能占其總營收的比例較小,。
聯(lián)電:替補(bǔ)卻帶動核心業(yè)務(wù)增長
聯(lián)電位于臺南的Fab 12A于2002年進(jìn)入量產(chǎn),目前已運用14nm制程為客戶代工產(chǎn)品,。
旗下8英寸廠接單滿載,,且因硅晶圓漲價明顯、導(dǎo)致成本增加,自去年6月起調(diào)漲8英寸代工價格,,陸續(xù)將成本增加的部分轉(zhuǎn)嫁給客戶,。
聯(lián)電還將擴(kuò)增蘇州和艦約1萬片8英寸月產(chǎn)能,最快今年底能量產(chǎn),。另外,,聯(lián)電14納米產(chǎn)線打入挖礦市場,承接加密貨幣挖礦ASIC芯片訂單,,接單直到第三季度都滿載,。
然而,聯(lián)電的14nm制程占比只有3%左右,,并不是其主力產(chǎn)線,。這與該公司的發(fā)展策略直接相關(guān),聯(lián)電重點發(fā)展特殊工藝,,聚焦在各種新的特殊工藝發(fā)展上,,尤其是針對物聯(lián)網(wǎng)、5G和汽車電子這些在未來具有巨大市場和發(fā)展前景的應(yīng)用領(lǐng)域,,聯(lián)電的汽車電子業(yè)務(wù),,最近幾年的年增長率都超過了30%。
14nm FinFET制程方面,,聯(lián)電于2017年初開始量產(chǎn),,該公司還開發(fā)了第二套14nm平臺,但是在繼續(xù)投資14nm制程方面持保守態(tài)度,。
中芯國際:我國14nm量產(chǎn)的推動者
相對于美,、韓和臺灣地區(qū),我國在14nm制程方面是絕對的跟隨者,,經(jīng)過多年的研發(fā)努力,,取得了一定的突破,距離量產(chǎn)時間也不遠(yuǎn)了,,有望于2020年實現(xiàn),,中芯國際將扮演主要的推動者。
中芯國際的14nm FinFET已進(jìn)入客戶試驗階段,,2019年第二季在上海工廠投入新設(shè)備,,規(guī)劃下半年進(jìn)入量產(chǎn)階段,未來,,其首個14nm制程客戶很可能是手機(jī)芯片廠商。今年中芯國際的資本支出由去年的18億美元提升到了22億美元,。
14nm及12nm工藝的進(jìn)展使中芯國際有望縮小與臺積電,、三星等一線晶圓代工廠商在先進(jìn)工藝上的差距。
盡管目最先進(jìn)的工藝已推進(jìn)到7nm,但主流芯片卻并不是全部采用7nm的工藝制造,,14nm工藝仍然具有廣大的用戶群,。另外目前也僅有臺積電和三星擁有7nm工藝,中芯國際的14nm工藝并不落后,。
華力微電子:緊隨其后等待超越
華力微電子今年年底將量產(chǎn)28nm HKC+工藝,,明年年底則將量產(chǎn)14nm FinFET工藝。
華力微電子是一個器件和工藝的大平臺,,目前有兩個工廠,,其中華虹5廠目前的月產(chǎn)能在35000片左右,工藝節(jié)點覆蓋55nm-28nm,;華虹6廠的目標(biāo)產(chǎn)能則能夠達(dá)到每月40000片,,今年年底將達(dá)到每月20000片,并于2021年底達(dá)產(chǎn),,工藝節(jié)點更是覆蓋到28nm-14nm FinFET,。
結(jié)尾:
我國發(fā)展半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),應(yīng)當(dāng)兩頭兼顧,,一方面發(fā)展先進(jìn)工藝技術(shù),,比如14nm晶圓制造,同時也應(yīng)保盈利求生存,,在傳統(tǒng)工藝,、特色工藝相對優(yōu)勢領(lǐng)域求得突破。不過,,由于臺積電,、聯(lián)電、格羅方德等大廠都已經(jīng)在中國大陸設(shè)廠,,中芯國際和華力微電子要想崛起,,還有一段路要走。