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作者：張國斌（ID：eetrendrichard）
美國新任總統(tǒng)拜登上臺以后，制定了與特朗普時代不同的封堵中國半導(dǎo)體的策略---就是聯(lián)合歐洲日韓盟友一起封堵中國，同時，美國依然不斷將中國有核心技術(shù)的公司納入實體名單進行打擊，所以，對于中國半導(dǎo)體業(yè)者來說，必須要加快實現(xiàn)自主可控全產(chǎn)業(yè)鏈的步伐。
這一點，連全球光刻機龍頭ASML也看到了，近日，ASML CEO彼得·溫寧克（Peter Wennink）在一次線上研討會上表示對中國技術(shù)出口管制不僅不能阻止中國的技術(shù)進步，反而會最終損害美國經(jīng)濟。
圖1| ASML CEO彼得·溫寧克
他說：“如果你向中國關(guān)閉最前沿技術(shù)的大門，也最終會讓非中國經(jīng)濟體丟掉大量工作和收入�！彼J為，目前中國缺乏最先進的芯片制造技術(shù)，需要一段時間才能打造自己的國產(chǎn)化設(shè)備鏈，但非中國公司將有可能被排除在中國這一全球最大的芯片市場之外。
圖2|全球代工之父張忠謀
在本周臺灣地區(qū)的一個論壇上，有全球代工之父的張忠謀也指出目前大陸制造與臺灣差距5年以上芯片設(shè)計差距1到2年，他的講話被網(wǎng)友評論說：“看來我們與全球領(lǐng)先制造的水平還不是那么大，這我就放心了！”
是的，在2020年中國政府出臺《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)新時期促進集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展若干政策的通知》以后，中國在28nm工藝制造方面的研發(fā)在加速，很多公司都投入到解決28nm自主產(chǎn)業(yè)鏈的研發(fā)隊伍中來了，在全民造芯的推動下，本土半導(dǎo)體制造突破是早晚的事情，正如ASML CEO所說，中國已定義會打造出資金的設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈，去年我寫過一篇《兩年之內(nèi)，中國將實現(xiàn)28nm芯片自主制造！》的文章，現(xiàn)在看來，這個速度還有可能加快，今年有望實現(xiàn)28nm公司制造國產(chǎn)化，我們可以從設(shè)備端和材料端來看看。
梳理28nm本土產(chǎn)業(yè)鏈
中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會專家李珂去年年底在一次訪談中指出目前國內(nèi)擁有28nm及以下晶圓廠的企業(yè)包括中芯國際、上海華力微、合肥長鑫等，目前國產(chǎn)設(shè)備可進入28nm及以下晶圓制造產(chǎn)線的廠商包括華海清科、沈陽拓荊、盛美半導(dǎo)體、北方華創(chuàng)、中微公司、沈陽芯源、屹唐半導(dǎo)體、中科信、睿勵和廣立微等。
其中，北方華創(chuàng)在2018年實現(xiàn)了國產(chǎn)首臺銷售的ALD（原子層沉積設(shè)備），可實現(xiàn)28nm-14nm的FinFET等工藝要求；上海微電子宣布最快將在2021-2022年交付第一臺國產(chǎn)28nm工藝的國產(chǎn)沉浸式光刻機；爍科中科信研發(fā)的中束流離子注入機達到了國外同類型設(shè)備水平，產(chǎn)品已經(jīng)批量進入市場，大束流離子注入機工藝覆蓋至28nm。
通盤來看國內(nèi)已經(jīng)基本具備了28nm技術(shù)節(jié)點完全國產(chǎn)芯片的量產(chǎn)能力，有些企業(yè)研發(fā)已經(jīng)取得了成就，甚至有些企業(yè)的產(chǎn)品在國內(nèi)的生產(chǎn)線上已經(jīng)得到了應(yīng)用。在某些細分領(lǐng)域，國內(nèi)已經(jīng) 實現(xiàn)突破 。如中微半導(dǎo)體在介質(zhì)刻蝕領(lǐng)域已達到全球先進水平，中微的蝕刻機也被臺積電所采用。
圖3| 上海微電子的光刻機
在28nm國產(chǎn)化產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵節(jié)點——光刻機領(lǐng)域，目前已獲得國家的重大專項和企業(yè)的集中攻關(guān)。中科院院長白春禮表示，將集中力量、集中優(yōu)勢聚焦國家最關(guān)注的重大科技技術(shù)，其中就包括光刻機，這意味著國家隊將出手幫助國內(nèi)芯片行業(yè)解決芯片制造難題。另外，有消息說上海微電子公司及那今年也可以交付通過沉浸式光刻實現(xiàn)28nm的光刻機，將打破國外封鎖，填補國內(nèi)市場的空白，加速芯片國產(chǎn)化。 （以上來自李珂的訪談）
2月20日，北方集成電路技術(shù)創(chuàng)新中心（北京）有限公司建設(shè)的集成電路供應(yīng)鏈及先導(dǎo)技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心項目進行環(huán)評公示，該項目總投資 51.37 億元，建筑面積約25382.1 m2。項目將建設(shè)集成電路國產(chǎn)驗證中試線，為多個工藝驗證及技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)平臺提供場地及設(shè)施，產(chǎn)能為每月約3000片12英寸晶圓。據(jù)了解，該項目用于先進圖像傳感器、65nm-28nm 及以下邏輯技術(shù)研發(fā)線的建設(shè)，達到或接近國際同類產(chǎn)品的技術(shù)指標，主體生產(chǎn)工藝以65nm~28nm及以下制程為主。
圖4|半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)鏈
英國調(diào)研機構(gòu)Omdia全年年底在一篇分析報告中指出中國國產(chǎn)設(shè)備供應(yīng)商在各個環(huán)節(jié)都開始有技術(shù)研發(fā)，甚至已經(jīng)進入商業(yè)化應(yīng)用，所以它估計中國會在1到2年（2021年）實現(xiàn)28nm工藝產(chǎn)業(yè)鏈自主。
從以上分析可以看出，本土公司基本已經(jīng)完成了28nm工藝產(chǎn)業(yè)鏈的布局，我們已經(jīng)實現(xiàn)了從0到1 的突破，不過，我們雖然有了從0到1的突破，但是有些環(huán)節(jié)的質(zhì)量還需要提升，有些領(lǐng)域差距還是比較大，但是只要有了突破，只要本土晶圓代工廠開始使用，形成完整閉環(huán)，在使用中通過迭代實現(xiàn)升級就進入了良性發(fā)展通道。
半導(dǎo)體專家莫大康也曾撰文指出要給本土半導(dǎo)體設(shè)備廠商試錯的機會，他說半導(dǎo)體設(shè)備的研制過程一定從樣機，經(jīng)過多次的改型，才逐漸成為產(chǎn)品銷售。對于任何新的產(chǎn)品，試錯過程是必須的，試錯的過程就是要及時發(fā)現(xiàn)問題，經(jīng)過多次改型后，達到設(shè)備的出廠要求。
在本土化方面，老張呼吁芯片制造商對給本土設(shè)備信任和支持，當(dāng)然，國家也適當(dāng)給芯片制造商試錯產(chǎn)生的成本給與一定的補助，不然，誰也不愿意當(dāng)小白鼠。
目前，我們看到，中芯國際作為中國代工業(yè)的龍頭已經(jīng)開始7nm工藝量產(chǎn)，中芯國際在28nm工藝上也已經(jīng)逐漸成熟，良率與臺積電不相上下，而且中芯國際很多投資是面向成熟工藝，3 月 17 日，中芯國際發(fā)布公告稱將和深圳政府?dāng)M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(shù)服務(wù)，旨在實現(xiàn)最終每月約 4 萬片 12 吋晶圓的產(chǎn)能，預(yù)期將于 2022 年開始生產(chǎn)，總投資153億！所以28nm將成為本土半導(dǎo)體承上啟下的一個重要工藝節(jié)點！
28nm工藝節(jié)點生命力很強，臺積電再投資28nm！
其實28nm 工藝節(jié)點是個非常好的工藝節(jié)點，它是體硅工藝最具性價比的節(jié)點，28nm一般也是用來區(qū)分中低端和中高端芯片的關(guān)鍵技術(shù)節(jié)點，目前市場普遍認為，28nm 以上的為成熟制程，以下則為先進制程。
相較于40nm及更落后制程，28nm工藝在頻率調(diào)節(jié)、功耗控制、散熱管理和尺寸壓縮方面具有顯著的優(yōu)勢。另一方面，由于20nm及更先進制程采用FinFET技術(shù)，維持高參數(shù)良率以及低缺陷密度難度加大，每個晶體管的成本都要高于28nm工藝所以28nm節(jié)點會有較長的生命力，
圖5 | IBS認為28nm制程市場占比將長期穩(wěn)定（來源：IBS）
本土28nm如果可以實現(xiàn)全面國產(chǎn)化，則意味著可以滿足基本60%芯片的制造需求，覆蓋物聯(lián)網(wǎng)、智能家居、工業(yè)、車載電子、消費電子等大部分領(lǐng)域的應(yīng)用，我們看到，臺積電目前28nm的工藝貢獻還是有較大比例的。
圖6| 臺積電工藝節(jié)點貢獻收入比例
所以，本土28nm產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化意義重大，也一定可以實現(xiàn)，樂觀地話我們今年就可以實現(xiàn)！
我注意到，在本土28nm工藝將國產(chǎn)化的刺激下，臺積電也坐不住了，4月22日，臺積電董事會批準了新的投資計劃，核準28.87億美元（約合187億人民幣）擴建南京工廠，生產(chǎn)28nm工藝，月產(chǎn)能為4萬片晶圓，主要用于汽車電子芯片。按照計劃，臺積電南京廠的28nm產(chǎn)能將于2022年下半年量產(chǎn)，2023年中達到4萬片晶圓/月的滿載產(chǎn)能目標。 目前臺積電的南京工廠主要生產(chǎn)16nm芯片，月產(chǎn)能約為2萬片晶圓，臺積電不去擴充16nm產(chǎn)線卻投資一個更舊的工藝也說明這個工藝是非常有價值的！
如果我們實現(xiàn)了28nm國產(chǎn)化突破！，則14nm國產(chǎn)化突破也將為時不遠！加油，中國半導(dǎo)體！
這里我也拋出一個話題：大家怎么看本土半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展？我們是否可以打造出獨立完整的產(chǎn)業(yè)鏈？歡迎討論！（部分信息來自知乎、君臨、文中半導(dǎo)體廠商官網(wǎng)、前瞻經(jīng)濟學(xué)人APP、互聯(lián)網(wǎng)等）
