曾經(jīng)被28nm改寫的半導體市場

最近，關于28nm工藝的新聞頻頻見于報端。

一方面，臺積電日前宣布，將斥資約800億元新臺幣，把在南京廠建置28納米制程，目標在2023年中前達到4萬片月產(chǎn)能。除此之外，市場中也有消息傳出晶圓代工大廠聯(lián)電正與包括聯(lián)發(fā)科、聯(lián)詠、瑞昱等3大IC設計公司討論投資產(chǎn)能合作的情況，以進一步滿足市場對28nm的需求。

另一方面，有國內某所謂大V對臺積電在國內擴產(chǎn)28nm大放厥詞。

其實從2011年臺積電率先開始量產(chǎn)28nm至今，28nm制程已經(jīng)在市場中存在了十年。然而在過了十年后，28nm并沒有因新工藝的出現(xiàn)而黯然失色，反而出現(xiàn)了產(chǎn)能緊張的情況，引得各大晶圓代工廠紛紛有了擴產(chǎn)的計劃。這種大規(guī)模擴建成熟工藝的情況，在晶圓代工歷史上并不常見。28nm為什么能夠長盛不衰？

曾經(jīng)被28nm改寫的半導體市場

從先進制程發(fā)展的歷史中看，28nm工藝本身就存在著一些傳奇色彩。

從背景上看，28nm誕生于2008年那場金融危機之后。受到金融海嘯的影響，當時很多半導體企業(yè)都受到了影響。于是，在這之后的幾年，包括AMD在內的很多半導體企都選擇將制造業(yè)務剝離以降低運營資金壓力，將更多的資源集中到相對投入到芯片設計當中，希望通過保持研發(fā)投入來維持知識產(chǎn)權等無形資產(chǎn)來保持競爭力。

此時，先進制程也進入到了新一代節(jié)點即28nm工藝的研發(fā)階段。這時候IDM廠商的退出為晶圓代工廠帶來了機會。

從技術上看，28nm的下一代22nm節(jié)點處，業(yè)界開始引入了FinFet工藝。而28nm的上一代32nm處引入了第二代high-k值絕緣層/金屬柵極（HKMG）工藝。作為承上啟下的工藝，28nm的重要性不言而喻。

傳奇的28nm，也在為傳奇加冕。

28nm是臺積電命運的轉折點，他們率先在在該節(jié)點上取得了成績。2009年市占率僅為45%的臺積電，在張忠謀回歸的帶領下開始全力沖刺當時最前沿的28nm制程。兩年后，臺積電超越競爭對手，率先提供28nm制程的量產(chǎn)技術。

據(jù)西南證券的調研報告顯示，當時三星與格羅方德同時選擇了先閘極 （Gate-first）方案，而臺積電獨自選擇了后閘極（Gate-last）方案，這種選擇讓臺積電在技術上取得了突破。借以在28nm技術上的突破，臺積電將三星與格羅方德遠遠地甩在身后。

如果說，IDM廠商的轉型和臺積電本身在28nm身上的投入是地利和人和。那么，2012年智能手機以及平板電腦市場的飛速崛起則讓臺積電占盡了天時。據(jù)相關報道顯示，臺積電28nm制程在2011年投入量產(chǎn)后，營收占比只用了一年時間就從2%爬升到了22%。28nm為臺積電奠定的基礎，臺積電在晶圓代工市場的市占率也從2009年的45%提高到了52%以上。

至此以后，臺積電一飛沖天。

28nm所鑄就的傳奇不僅僅只有臺積電一個。采用臺積電28nm的芯片設計廠商也得到了很大的市場回報。這其中就包括AMD、高通、英偉達等企業(yè)，有報道稱，AMD的圖形IP借用臺積電的28nm技術實現(xiàn)了圖形性能的下一個重大飛躍，英偉達提供出市場上最節(jié)能的GPU和最高性能的圖形處理器。

十年前，28nm工藝改變了半導體市場。十年后，28nm工藝仍在續(xù)寫傳奇。

28nm的火是如何燒到今天的

作為一種承上啟下的技術，28nm具有很大的發(fā)展?jié)摿蜕婵臻g。

在過去十年當中，28nm技術仍在不斷發(fā)展。其中，HKMG被認為是28nm量產(chǎn)致勝關鍵所在。于是，在各大晶圓代工廠紛紛量產(chǎn)28nm制程后，他們又步入了28nm HKMG階段——臺積電于2012年攻克了28nm HKMG制程，三星于2013年導入了 28nm HKMG；GF和聯(lián)電也在2013年左右推出了相關技術。近些年，GF和三星也推出了28nm FD SOI，這也為28nm工藝的繼續(xù)發(fā)展提供了動力。

從市場對28nm的需求上看，28nm受惠于早期手機、平板的紅利，正在由汽車以及物聯(lián)網(wǎng)等新興領域接管。根據(jù)Omdia發(fā)布的調研報告顯示，2017年之后，28nm工藝雖然在手機領域的應用有所下降，但在其他多個領域的應用迅速增加，如OTT盒子和智能電視等應用領域市場的增長速度較快。在全球的產(chǎn)能分布，巨大的產(chǎn)量儲備，也是為了未來更多新興應用領域的發(fā)展做儲備。

28nm在新興領域的應用則可以從臺積電和聯(lián)電擴產(chǎn)28nm的理由中便可看出——臺積電表示，南京廠擴產(chǎn)并投28nm成熟制程，主要因應目前全球從車用芯片擴及其他包括遠距應用所需的芯片短缺，所進行的擴充需求。聯(lián)電方便則有消息指出，在當前電源管理芯片、顯示驅動芯片、車用電子芯片等產(chǎn)品市場供應吃緊，交貨期持續(xù)拉長的情況下，顯示出這些主力以28 納米成熟制程生產(chǎn)的產(chǎn)能嚴重不足。因此，擴產(chǎn)28 納米產(chǎn)能成為當前個晶圓廠的重要規(guī)劃之一。

據(jù)MoneyDJ援引半導體業(yè)者分析稱，以終端產(chǎn)品來看，成熟制程的需求量還是相當大，像是冰箱、電視、音響等各種家電及消費性電子產(chǎn)品，未來只會越來越智能化；加上萬物聯(lián)網(wǎng)趨勢，需要更多的IC，但不必用到7nm、5nm生產(chǎn)，用28nm制程即可滿足大部分的需求。

這樣，在技術和市場的雙重驅動下，28nm工藝作為一代極具性價比的制程，從2011年一路火到了2021年。時至今日，28nm工藝仍在各大晶圓代工廠中占據(jù)著重要的地位。

國內28nm發(fā)展情況

從臺積電28nm所貢獻的營收上看，在其向更為先進的制程發(fā)展當中，28nm為他們帶來的營收也有所下降。據(jù)Digitimes去年的報道，供應鏈透漏，臺積電28nm的產(chǎn)能利用率始終沒有達到預期，不過第4季將滿載。

在臺積電的28nm產(chǎn)能變化的情況當中，為我們透露出了幾個信號，一是越來越多的晶圓代工廠攻克了28nm技術，后來的玩家也搶占了一部分市場。二是市場對28nm的需求再次回升。

而這對于中國大陸來說也是一個搶占28nm市場的好時機。

從國內方面來看，28nm作為一個關鍵節(jié)點，國內晶圓代工廠也有了一定的量產(chǎn)能力。從公開消息顯示，中芯國際在2015年開始進行28nm制程量產(chǎn)，并于2018年宣布完成28nm HKMG的研發(fā)。這也是中國大陸首個能夠量產(chǎn)28nm工藝的企業(yè)。

2018年年底，華虹集團旗下的12英寸晶圓代工廠上海華力與聯(lián)發(fā)科共同宣布：基于上海華力28nm低功耗工藝平臺的一顆無線通訊數(shù)據(jù)處理芯片成功進入量產(chǎn)階段。至此，除了中芯國際之外，又有一家大陸晶圓代工廠具備了28nm制程的量產(chǎn)能力。

面對晶圓代工在28nm上的擴產(chǎn)布局，中國大陸晶圓代工企業(yè)也做出了相應的規(guī)劃。根據(jù)中芯國際在今年3月發(fā)布的公告稱，將和深圳政府擬以建議出資的方式，經(jīng)由中芯國際集成電路制造（深圳）有限公司（下稱 “中芯深圳”）進行項目發(fā)展和營運，重點生產(chǎn) 28 納米及以上的集成電路并提供技術服務，旨在實現(xiàn)最終每月約4萬片12吋晶圓的產(chǎn)能。預期將于 2022 年開始生產(chǎn)。

但從規(guī)模上看，國內致力于28nm工藝的廠商們與行業(yè)龍頭相比，仍存在著很大的差距。根據(jù)業(yè)內人士分析，根據(jù)中芯國際的營收和28nm wafer asp粗略計算，國產(chǎn)28nm全部月產(chǎn)能大概在一萬片左右，且其工藝平臺以及IP庫也有待完善。另外，由于公司28nm制程相關的產(chǎn)線仍面臨較高的折舊壓力，因此，其28nm在毛利方面的表現(xiàn)也與臺積電等晶圓大廠具有一定的差距。

相比之下，28nm作為臺積電公司發(fā)展史上最賺錢、稱霸最久的一個制程世代。其在28nm節(jié)點上的全球市場占比曾一度超過50%的，并擁有多個面向不同產(chǎn)品不同需求的工藝平臺，而這為臺積電在成本和產(chǎn)能上都帶來了巨大的優(yōu)勢。而臺積電本輪選擇在南京達成4萬片28nm的擴產(chǎn)計劃，無疑將對中芯國際造成一定的壓力。

但從積極的一方面上看，雖然與晶圓代工龍頭之間還存在著差距，中芯國際仍有一定的發(fā)展機遇。從去年中芯國際發(fā)布的招股書中顯示，從行業(yè)發(fā)展規(guī)律來看，通常設備實際使用期長達十至二十年，在折舊期結束后仍能產(chǎn)生較大的經(jīng)濟效益。晶圓代工企業(yè)首先通常隨著產(chǎn)線的逐步達產(chǎn)，毛利率會逐漸有較大的改善；當設備結束折舊期后，產(chǎn)線的盈利水平將實現(xiàn)極大程度的提高。

而從今年市場對28nm的需求以及中芯國際前不久在發(fā)布的登陸科創(chuàng)板以來的首份年報成績來看，在國產(chǎn)化的需求下，中芯國際28nm或許能夠在未來的市場需求中獲得一定的成長。

另外，從國內28nm產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展上看，有相關報道稱，絕大多數(shù)設備和材料在28nm這個節(jié)點上基本已不存在技術問題，瓶頸主要在于光刻機和光刻膠，而后者也有望在1-2年內做到28nm產(chǎn)線的落地。這也就意味著，國內28nm產(chǎn)業(yè)鏈將在2年內有望成熟。尤其是在貿易環(huán)境多變的情況下，國內產(chǎn)業(yè)鏈的完善，或許能夠助力中芯國際28nm得到更好的發(fā)展。

結語

可以預見的是，在這輪市場的新需求下，晶圓代工廠商們將在成熟工藝當中展開新一輪的較量。

除了臺積電外，聯(lián)電、GF等企業(yè)也在過去的十年當中不斷完善其28nm產(chǎn)品，并衍生出來多種特色工藝，在這種情況下。致力于成熟工藝的晶圓代工玩家們是否能借以這一波機會得到得到新的成長。中國大陸晶圓代工廠又能在這輪市場行情當中吃下多少紅利。

28nm又是否有可能在未來十年再造奇跡呢？

原文標題：為什么是28nm？

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責任編輯：haq