近日,,蘋果公司第二場秋季發(fā)布會的消息再次刷爆媒體圈,,其中已然在首場發(fā)布會亮相的蘋果自研全球首款基于臺積電5nm工藝制程A14處理器,再次現(xiàn)身,。
同時(shí),,在過去的9月,,NVIDIA發(fā)布了基于三星8nm工藝制程的NVIDIA 30系顯卡;緊接著三星發(fā)布了旗下基于自家8nm工藝制程的980 Pro PCIe 4.0固態(tài)硬盤,;國慶剛過,,AMD旗下基于7nm工藝(大概率是臺積電)制程Zen3架構(gòu)的銳龍5000系列CPU發(fā)布。
甚至,,不久前臺積電宣布,,將于2021年開始風(fēng)險(xiǎn)試產(chǎn)3nm工藝制程。
8nm,、7nm,、5nm……在品牌大廠的耳濡目染之中,極易讓我們產(chǎn)生一絲錯(cuò)覺,,即所有半導(dǎo)體廠商都在瘋狂研發(fā)先進(jìn)制程,,或者說先進(jìn)制程才是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的絕對主流,。
01 半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的主流?
然而,,事實(shí)真的是這樣嗎,?答案,自然是否定的,。在體量巨大的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),,3nm/5nm這種狂奔和刷新產(chǎn)業(yè)性能的頂級工藝制程,如同產(chǎn)業(yè)大廈上最高最炫目的那一個(gè)塔尖,,極度絢麗多彩卻注定只能是少數(shù)人擁有,;而塔尖之下的28nm才是蕓蕓眾生的依靠,才是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)大廈的基礎(chǔ),。
28nm工藝制程 半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的主流
下面,,從成本、工藝難度以及市場體量等維度展開剖析,。實(shí)際上在半導(dǎo)體工藝發(fā)展到今天,,業(yè)界習(xí)慣將28nm以內(nèi),諸如14nm/10nm/8nm以及更加尖端的工藝稱之為先進(jìn)制程,,至于超過28nm以及包括28nm工藝,,則統(tǒng)稱為成熟工藝,其中28nm規(guī)格更是成熟工藝中的絕對代表工藝,。
02 先進(jìn)制程和成熟工藝的成本/性能之爭
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),,和其他所有的產(chǎn)業(yè)相同,需要嚴(yán)格控制成本和性能的關(guān)系,,從而讓買方和賣方保持一個(gè)相對平衡區(qū)間和生態(tài),;尤其是對于動輒投資超過百億美元的晶圓廠而言,制造工藝的成本和性能比,,是運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵,。
在目前設(shè)計(jì)成本不斷上升的情況下,只有少數(shù)客戶能負(fù)擔(dān)得起轉(zhuǎn)向高級節(jié)點(diǎn)的費(fèi)用,。根據(jù)統(tǒng)計(jì),16nm /14nm芯片的平均IC設(shè)計(jì)成本約為8000萬美元,,而28nm體硅制程器件約為3000萬美元,,設(shè)計(jì)7nm芯片則需要2.71億美元。
晶圓絕對霸主臺積電
時(shí)下,,晶圓工藝處于先進(jìn)制程和成熟工藝結(jié)合點(diǎn)的28nm制程,,是整個(gè)產(chǎn)業(yè)毋庸置疑的成本性能控制最好的工藝。對比于40nm甚至更加落后的制程而言,,28nm在功耗設(shè)計(jì),、頻率控制,、性能穩(wěn)定等方面具有明顯優(yōu)勢;至于14nm及更先進(jìn)制程,,良品率過低,、研發(fā)成本不斷加碼等方面累計(jì)起來的綜合成本,幾乎抵消了先進(jìn)制程帶來的性能價(jià)格優(yōu)勢,。
全面來看,,平衡了性能和成本的28nm可以說是目前晶圓工藝中最具性價(jià)比和最為主流的工藝了。
03 成熟工藝28nm的主要玩家
基于28nm工藝制程能夠較為完美的維持性能和成本的平衡,,同時(shí)在應(yīng)用場景上能夠滿足大部分中端市場的需求,,幾乎全球主流的晶圓廠商都在承接28nm工藝的晶圓需求,同時(shí)也是新進(jìn)晶圓廠學(xué)習(xí)模仿,,能夠快速切入產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵工藝,。
目前,包括臺積電,,GF(格芯),,聯(lián)電,三星,、中芯國際,、聯(lián)發(fā)科以及華虹旗下的華力微電子等眾多國內(nèi)外Fab廠能夠研發(fā)和生產(chǎn)基于28nm工藝的晶圓芯片。其中,,更有甚者例如聯(lián)電,,為了進(jìn)一步鞏固28nm工藝的市場份額,幾乎完全放棄了先進(jìn)工藝制程14nm的研發(fā)和投入,,可見28nm成熟工藝的市場價(jià)值,。
對于臺積電而言,28nm制程具有里程碑意義,,在2011年首次投入量產(chǎn)后,,28nm營收占比,僅僅用了一年時(shí)間就從2%爬升到了22%份額,。
04 如何看待先進(jìn)制程和28nm的成熟工藝
其實(shí),,一句話,以28nm工藝為代表的成熟工藝在未來的一段時(shí)間內(nèi),,還將是眾多廠商維系利潤,,參與半導(dǎo)體先進(jìn)工藝研發(fā)的基礎(chǔ);至于先進(jìn)制程,,受制于研發(fā)成本,、技術(shù)難度和潛在客源的雙重壓力,終將屬于少數(shù)頂尖Fab廠之間的競爭。
兩條路并行
將視野拉回到國內(nèi),,對于姍姍學(xué)步的國內(nèi)晶圓廠而言,,背靠國內(nèi)不斷涌現(xiàn)的半導(dǎo)體消費(fèi)需求,一方面需要堅(jiān)持完善28nm乃至40nm等性價(jià)比奇高的成熟工藝,,加緊完善供應(yīng)鏈,,實(shí)現(xiàn)自我造血,從而在競爭激烈的半導(dǎo)體賽道上緊跟領(lǐng)先集團(tuán),;另一方面,,積極參與先進(jìn)工藝的研發(fā)和制造,充分利用國內(nèi)井噴的半導(dǎo)體消費(fèi)需求,,快速將技術(shù)落地,,快速量產(chǎn)。
隨著半導(dǎo)體晶圓工藝不斷逼近極值,,行業(yè)內(nèi)技術(shù)的先發(fā)優(yōu)勢不斷被削減,,作為后來者的國產(chǎn)晶圓廠商,迎來了彎道超車的歷史機(jī)遇,,兩條路同步走,,半導(dǎo)體國產(chǎn)化,未來可期,。