先進制程是半導體產業(yè)的絕對主流？中國為什么要研發(fā)28nm工藝？

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年開始風險試產3nm工藝制程。

8nm、7nm、5nm.。..在品牌大廠的耳濡目染之中，極易讓我們產生一絲錯覺，即所有半導體廠商都在瘋狂研發(fā)先進制程，或者說先進制程才是半導體產業(yè)的絕對主流。

半導體產業(yè)的主流？

然而事實真的是這樣嗎？答案，自然是否定的。

在體量巨大的半導體產業(yè)，3nm/5nm這種狂奔和刷新產業(yè)性能的頂級工藝制程，如同產業(yè)大廈上最高最炫目的那一個塔尖，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，才是半導體產業(yè)大廈的基礎。

下面，筆者將從成本、工藝難度以及市場體量等維度展開剖析，實際上在半導體工藝發(fā)展到今天，業(yè)界習慣將28nm以內，諸如14nm/10nm/8nm以及更加尖端的工藝稱之為先進制程。

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。

先進制程和成熟工藝的成本/性能之爭

半導體產業(yè)，和其他所有的產業(yè)相同，需要嚴格控制成本和性能的關系，從而讓買方和賣方保持一個相對平衡區(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，是運轉的關鍵。

在目前設計成本不斷上升的情況下，只有少數(shù)客戶能負擔得起轉向高級節(jié)點的費用。

根據(jù)統(tǒng)計，16nm /14nm芯片的平均IC設計成本約為8000萬美元，而28nm體硅制程器件約為3000萬美元，設計7nm芯片則需要2.71億美元。

時下，晶圓工藝處于先進制程和成熟工藝結合點的28nm制程，是整個產業(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在功耗設計、頻率控制、性能穩(wěn)定等方面具有明顯優(yōu)勢；

至于14nm及更先進制程，良品率過低、研發(fā)成本不斷加碼等方面累計起來的綜合成本，幾乎抵消了先進制程帶來的性能價格優(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比和最為主流的工藝了。

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，同時在應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，同時也是新進晶圓廠學習模仿，能夠快速切入產業(yè)鏈的關鍵工藝。

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外Fab廠能夠研發(fā)和生產基于28nm工藝的晶圓芯片。

其中，更有甚者例如聯(lián)電，為了進一步鞏固28nm工藝的市場份額，幾乎完全放棄了先進工藝制程14nm的研發(fā)和投入，可見28nm成熟工藝的市場價值。

28nm工藝是中芯國際的重要業(yè)務

至于我們熟知的中芯國際，更是將旗下兩座支持28nm工藝制程生產線放置在位于首都北京的北方晶圓工廠。

甚至對于臺積電而言，28nm制程更是具有里程碑意義，在2011年首次投入量產后，28nm營收占比，僅僅用了一年時間就從2%爬升到了22%份額。

如何看待先進制程和28nm的成熟工藝

其實一句話，以28nm工藝為代表的成熟工藝在未來的一段時間內，還將是眾多廠商維系利潤，參與半導體先進工藝研發(fā)的基礎；

至于先進制程，受制于研發(fā)成本、技術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。

將視野拉回到國內，對于姍姍學步的國內晶圓廠而言，背靠國內不斷涌現(xiàn)的半導體消費需求。

一方面需要堅持完善28nm乃至40nm等性價比奇高的成熟工藝，加緊完善供應鏈，實現(xiàn)自我造血，從而在競爭激烈的半導體賽道上緊跟領先集團；

另一方面，積極參與先進工藝的研發(fā)和制造，充分利用國內井噴的半導體消費需求，快速將技術落地，快速量產。

隨著半導體晶圓工藝不斷逼近極值，行業(yè)內技術的先發(fā)優(yōu)勢不斷被削減，作為后來者的國產晶圓廠商，迎來了彎道超車的歷史機遇，兩條路同步走，半導體國產化，未來可期。
責編AJX