前言:
相比其他成熟制程,,28nm一直是單晶體管成本最低的工藝,也是DUV光刻機(jī)平面光刻的極限,,技術(shù)難度遠(yuǎn)不及先進(jìn)工藝,。
但應(yīng)用前景卻十分廣泛,能夠滿足手機(jī),、電腦,、IoT和各類消費(fèi)電子相關(guān)芯片需求。
再加上,,量產(chǎn)這么多年,,晶圓廠相關(guān)設(shè)備也早已折舊完畢,是制程工藝中當(dāng)之無愧的[優(yōu)等生],。
28nm明年將繼續(xù)堅(jiān)挺
疫情因素,、全球經(jīng)濟(jì)疲軟、高通膨持續(xù)影響消費(fèi)者信心,,即使是過去搶手的晶圓代工廠也受到了影響,。
整體來看,原本應(yīng)該是需求旺季的下半年,,需求依然不振,,半導(dǎo)體庫存消耗的速度低于預(yù)期,這是導(dǎo)致了晶圓代工訂單大幅下降的主要原因,。
高盛證券預(yù)計(jì)臺(tái)積電2023年上半年5nm制程產(chǎn)能利用率會(huì)下降到原先的七成到八成,;7nm制程則可能下降到原來的一半。
而作為對(duì)比,,28nm制程產(chǎn)能利用率在今年下半年到明年上半年都會(huì)基本維持原樣,。
雖然現(xiàn)階段日子不太好,但包括臺(tái)積電,、聯(lián)電和中芯國際在內(nèi)的晶圓代工廠預(yù)計(jì)將在2023年和2024年新增28nm產(chǎn)能,。
到2025年,全球28nm制程芯片40%的產(chǎn)能會(huì)是在中國大陸,,到2030年,,28nm芯片的需求將增加逾兩倍至281億美元。
各廠制定28nm擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃
①臺(tái)積電正按計(jì)劃在高雄和日本的熊本縣建設(shè)新晶圓廠,,以實(shí)施其28nm制程擴(kuò)張計(jì)劃,;
同時(shí)臺(tái)積電在南京工廠的28nm芯片生產(chǎn)線計(jì)劃在2022年Q4量產(chǎn),。
臺(tái)積電2022年第三季度28nm芯片銷售額約占其晶圓總收入的10%。
該比例將從2024年新的28nm晶圓廠產(chǎn)能上線時(shí)開始擴(kuò)大,。
擴(kuò)大28nm工藝產(chǎn)能對(duì)于世界上最大的純晶圓代工廠來說可能是必需的,,因?yàn)?8nm現(xiàn)階段的規(guī)模較小,在28nm工藝領(lǐng)域占據(jù)更重要的地位勢(shì)在必行,。
②22/28nm芯片銷售額占聯(lián)電2022年Q3晶圓總收入的四分之一,。
聯(lián)電已將投資重點(diǎn)放在22/28nm晶圓廠產(chǎn)能擴(kuò)張上。
在最近的財(cái)報(bào)電話會(huì)議上,,聯(lián)電重申其在中國臺(tái)灣南部和新加坡的產(chǎn)能擴(kuò)張仍在按計(jì)劃進(jìn)行,,以滿足長期供應(yīng)承諾。
③瑞薩電子也宣布擴(kuò)展28nm跨領(lǐng)域汽車控制微控制器產(chǎn)品線,。隨著汽車市場(chǎng)對(duì)MCU需求的增長,,28nm在車用領(lǐng)域的應(yīng)用也有望增加。
④三星正在對(duì)晶圓代工業(yè)務(wù)進(jìn)行積極投資,,在成熟制程方面,,三星計(jì)劃在2027年之前將成熟制程產(chǎn)能提高至目前的2.5倍。
⑤南科晶圓12A廠P6廠區(qū)預(yù)計(jì)明年第2季以28nm制程量產(chǎn),,但受設(shè)備交期延長等因素影響,,時(shí)程將延到2023年底或2024年。
⑥中芯國際也在擴(kuò)產(chǎn)進(jìn)行時(shí),,包括中芯深圳,、中芯京城、中芯東方,、中芯西青在內(nèi)的四大項(xiàng)目,,都專注于28納米及以上的工藝制造,未來五到七年產(chǎn)能將達(dá)到約34萬片12英寸,。
⑦格芯的晶圓代工生產(chǎn)基地主要位于新加坡,、德國和美國。其中,,新加坡主要生產(chǎn)40nm工藝,,德國主要生產(chǎn)28nm,美國則是14nm,。
今年六月,格芯宣布投資60億美元用于擴(kuò)大產(chǎn)能,,其中10億美元用于德國的28nm工藝擴(kuò)產(chǎn),。
[先把28nm做好]是代工廠的出發(fā)點(diǎn)
從成本方面考慮,成熟制程的市場(chǎng)產(chǎn)能規(guī)模更大,。成熟制程未來三年可能維持近75%-80%產(chǎn)能占比,,相比先進(jìn)工藝更具備規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng),。
從降低風(fēng)險(xiǎn)考慮,成熟制程應(yīng)用范圍更廣,,相對(duì)來說客戶更加分散,,在行業(yè)周期波動(dòng)較大的時(shí)候可以平衡掉集中在先進(jìn)工藝投資上的高風(fēng)險(xiǎn)。
例如需要先進(jìn)制程芯片的市場(chǎng)表現(xiàn)明顯不好的時(shí)候,,代工企業(yè)就會(huì)考慮加大成熟制程的芯片產(chǎn)能,,以保證整體產(chǎn)能利用率。
對(duì)于代工廠來說,,成熟制程是獲得資金的主要來源之一,。先把28nm的做好,掙足夠的錢,,同時(shí)研究新的技術(shù),,去實(shí)現(xiàn)突破。
隨著制程技術(shù)的提升,,對(duì)半導(dǎo)體設(shè)備和材料的要求越苛刻,,直接導(dǎo)致了制造成本的上升。
隨著先進(jìn)制程逐漸逼近極限,,晶圓代工廠開始反攻成熟制程,,這或許能夠說明各大代工廠商希望通過占取成熟制程的市場(chǎng)空間來獲得利潤。
智能汽車?yán)?8nm制程需求
[智能汽車不能失去成熟芯片,,就像西方不能失去耶路撒冷,。]
對(duì)于智能汽車來說,芯片顯然是不可缺少的重要部分,,但其實(shí)相比14nm以下的先進(jìn)制程,,大部分車用芯片需要的是28nm以上的成熟制程。
以汽車零組件里常見的MCU,、CIS來看,,基本上都是28nm、45nm以及65nm成熟制程的天下,,只有諸如自動(dòng)駕駛芯片等少數(shù)汽車芯片才需要用到先進(jìn)制程,。
約有80%的車用芯片采用28nm以上成熟制程,僅有20%采用14nm以下先進(jìn)制程,。
其實(shí)此前汽車芯片缺貨最嚴(yán)重的也是成熟制程芯片,,而非先進(jìn)芯片,甚至還出現(xiàn)由于芯片短缺,,車廠在生產(chǎn)時(shí)減配的情況,。
[賺錢真香]定律打敗了摩爾定律
市場(chǎng)是一個(gè)殘酷的游戲,有需求、能產(chǎn)生價(jià)值就會(huì)被青睞,,反之就會(huì)被拋棄,。
從2020年開始的芯片短缺潮,已經(jīng)嚴(yán)重打亂了晶圓代工廠商的技術(shù)發(fā)展路線,。
按照摩爾定律,,2021年本應(yīng)該是芯片技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破爆發(fā)的一年。
但在巨大的需求刺激下,,3nm,、2nm的研發(fā)進(jìn)度已經(jīng)落后于預(yù)期,[賺錢真香]定律打敗了摩爾定律,。
因?yàn)?8nm制程工藝是成熟工藝,,只需要建廠就能擴(kuò)產(chǎn),只要有量產(chǎn)就能大把掙錢,。
28nm工藝的重要之處在于,,它是先進(jìn)工藝和成熟工藝的分界點(diǎn)。
相比40nm,,28nm晶體管速度更快,、柵密度更高、功耗更低,。
在相同成本下,,28nm的性能更加優(yōu)秀。
28nm工藝以下的工藝節(jié)點(diǎn),,成本急劇攀升,。
28nm制程工藝的成本約為0.63億美元,而5nm則攀升至4.76億美元,,成本增加了7倍多,。
結(jié)尾:28nm在未來數(shù)年內(nèi)將重新煥發(fā)競(jìng)爭(zhēng)力
28nm雖然不是先進(jìn)工藝,但也絕不是落后工藝,。
作為成熟工藝中最重要的節(jié)點(diǎn),,28nm在未來數(shù)年內(nèi)將重新煥發(fā)競(jìng)爭(zhēng)力。
一旦完全掌握28nm芯片制造技術(shù),,我們很大程度上就能滿足國內(nèi)發(fā)展所需,。
絕大多數(shù)設(shè)備和材料在28nm這個(gè)節(jié)點(diǎn)上基本已不存在技術(shù)問題,瓶頸主要在于光刻機(jī)和光刻膠,,而后者也有望在1-2年內(nèi)做到28nm產(chǎn)線的落地,。
由于在中國大陸建設(shè)和運(yùn)營一座晶圓廠的成本優(yōu)勢(shì)非常明顯,加上美國此次限制政策以及國內(nèi)旺盛的市場(chǎng)需求,。
成熟制程和特色工藝可以應(yīng)用于中小容量的存儲(chǔ)芯片,、模擬芯片(含驅(qū)動(dòng)IC等),、MCU、電源管理芯片,、模數(shù)混合芯片、CMOS傳感器,、傳感器等,,國內(nèi)增長潛力大。
從未來制造工藝節(jié)點(diǎn)變化情況來看,,28nm以上的成熟節(jié)點(diǎn)需求增長較快,,預(yù)計(jì)占比將達(dá)到75%以上,其中新增產(chǎn)能中有65%都是28nm以上的成熟制程,。
部分資料參考:半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫:《2023,,晶圓廠看好28nm》,拾月財(cái)經(jīng):《28nm又成擴(kuò)產(chǎn)焦點(diǎn),?》
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