芯師爺說：納米制程是半導(dǎo)體制造領(lǐng)域的核心技術(shù)，最近英特爾擴(kuò)建10nm工廠，三星14億買10臺光刻機(jī)，開動7nm工廠，其6nm也正在計劃中，今年初，臺積電5nm已經(jīng)動土，大陸半導(dǎo)體制造和先進(jìn)地區(qū)還存在一定差距，在大基金和地方政府的支持下，中芯國際等半導(dǎo)體制造企業(yè)一直在努力突破。

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　　納米制程對半導(dǎo)體公司意味著什么？

　　在半導(dǎo)體芯片行業(yè)，企業(yè)的模式主要分三種，像英特爾這種，從設(shè)計，到制造、封裝測試以及投向消費市場一條龍全包的企業(yè)，稱為稱為IDM(Integrated Design and Manufacture)公司。

　　而有的公司只做設(shè)計這塊，是沒有fab（工廠）的，通常就叫做Fabless。例如AMD、高通、博通等。而還有的公司，只做代工，只有fab，不做設(shè)計，稱為Foundry（代工廠），常見的臺積電等。

　　納米制程是針對IDM和Foundry而言，F(xiàn)abless沒有工廠，不需要擔(dān)心納米制程的問題。他們只需要選擇合作對象，給他們設(shè)計的芯片進(jìn)行代工，所以更先進(jìn)的制程對于IDM和Foundry的意義就不言而喻了。

　　那么目前納米制程發(fā)展現(xiàn)狀如何呢？全球知名代工廠中芯國際、英特爾、三星、臺積電都有哪些新突破和新動作？

　　未來中芯國際28納米

　　將有可喜的增長

　　親歷50年中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程的著名學(xué)者、行業(yè)評論家莫大康，前幾天發(fā)布了一篇文章《中芯國際要邁過28納米的坎》中談到，中芯國際在28納米技術(shù)上的發(fā)展現(xiàn)狀。

　　業(yè)界公認(rèn)28納米是長壽命節(jié)點，未來的7納米也是一樣。據(jù)IBS公司的預(yù)測，隨著28nm工藝的逐步成熟，市場需求呈現(xiàn)快速增長的態(tài)勢。從2012年開始的每年91.3萬片，2014年的294.5萬片，一直到2017年的463.3萬片，達(dá)到頂峰。即便到2020年時預(yù)測市場需求仍每年可達(dá)428.7萬片。它與通常的先進(jìn)工藝制程不太一樣，被更先進(jìn)工藝制程的替代速率下降緩慢，因此受到代工業(yè)界十分重視。

　　28nm制程工藝主要分為多晶硅柵+氮氧化硅絕緣層?xùn)艠O結(jié)構(gòu)工藝(Poly/SiON)和金屬柵極+高介電常數(shù)絕緣層(High-k)柵結(jié)構(gòu)工藝(HKMG工藝)。Poly/SiON工藝的特點是成本低、工藝簡單，適合對性能要求不高的手機(jī)和移動設(shè)備。HKMG的優(yōu)點是大幅減小漏電流、降低功耗、及提升性能，但是工藝相對復(fù)雜，成本與Poly/SiON工藝相比較高，有人預(yù)測高約50%。

　　全球28納米制程的代工銷售額，每年約90-100億美元，其中臺積電占80%以上。全球代工28納米產(chǎn)能，總體上是供不應(yīng)求，所以臺積電的28納米產(chǎn)能利用率經(jīng)常達(dá)100%，其原因復(fù)雜。如依2016年底統(tǒng)計，臺積電是目前全球28nm市場的最大企業(yè)，產(chǎn)能達(dá)到每月155,000片，占全球28nm代工市場產(chǎn)能的62%；三星，GlobalFoundry，聯(lián)電的產(chǎn)能分別達(dá)到了每月30,000片，40,000片和20,000片。從供應(yīng)端分析，2016年全球28nm的產(chǎn)能總供給為每月25萬片。

　　而從應(yīng)用端市場分析，據(jù)賽廸顧問的資料，28nm工藝主要應(yīng)用領(lǐng)域仍然為手機(jī)應(yīng)用處理器和基帶。至2017年之后，28nm工藝雖然在手機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用有所下降，但在其他多個領(lǐng)域的應(yīng)用迅速增加，目前能看到的應(yīng)用領(lǐng)域有OTT盒子和智能電視領(lǐng)域。在2019-2020年時，混合信號產(chǎn)品和圖像傳感器芯片也將規(guī)模使用28nm工藝。

　　據(jù)預(yù)測未來中芯國際的28納米將有可喜的增長，如2017 Q4它的28納米己占該季銷售額787M美元的11.3%，也即達(dá)到8893萬美元。未來它的28nm產(chǎn)能將實現(xiàn)快速的增長，從2016年的1.7萬片/月，可能到2018年底的6萬片/月。從技術(shù)方面在Q4法說會上梁孟松表示今年下半年將打通HKMG工藝，并由于價格競爭，它的28納米代工價格受到壓力，影響了毛利率?？傮w上預(yù)測中芯國際的28納米應(yīng)該達(dá)到2018年營收的15%-20%。

　　英特爾砸320億

　　擴(kuò)建10nm制造工廠

　　2月23日消息， 路透社報道，英特爾決定向位于以色列南部的Kiryat Gat工廠投資50億美元（約合人民幣317億元），用于后者半導(dǎo)體制程工藝的改良。

　　英特爾砸320億擴(kuò)建10nm制造工廠（圖片來自baidu）

　　報道稱，目前Kiryat Gat僅僅基于22nm工藝，工具、設(shè)備等都落后于當(dāng)下頂尖。不過接下來，英特爾將在今年開始注資，2020年完成投放，并讓KG工廠有效地提升產(chǎn)能。

　　消息稱，英特爾將把KG改造為自己10nm工廠的有效支撐。而Intel的10nm芯片在2017年底開始出貨，2018年下半年進(jìn)入大規(guī)律量產(chǎn)期，預(yù)計至少會在主流市場維持3年的時間。

　　按照英特爾CEO Brian Krzanich的表述，10nm首批芯片的進(jìn)程一切都在計劃內(nèi)，今年年底前肯定能夠發(fā)貨，不過數(shù)量不會很多。

　　分析認(rèn)為，這次年底的這批10nm芯片屬于早期量產(chǎn)，真正想要大批量出貨預(yù)計要等到2018年下半年，那時候才有可能上PC平臺。

　　三星7nm晶圓廠正式動土

　　14億美元安裝10臺EUV光刻機(jī)

　　2月22日，三星電子位于韓國華城市的晶圓新廠宣布在2月23日正式動土，預(yù)定明年下半年開始量產(chǎn)7nm以下制程的芯片，未來可望在智能裝置、機(jī)器人的客制化芯片取得不錯進(jìn)展。

　　據(jù)報道，三星計劃投入56億美元升級晶圓產(chǎn)能。位于華城市的晶圓新廠將安裝超過10臺極紫外光(EUV)微影設(shè)備，由于每臺EUV設(shè)備要價皆多達(dá)1.4億美元，因此光是采購光刻機(jī)的費用，就將達(dá)到14億美元。三星6nm晶圓廠的建設(shè)計劃，也會在近期公布。

　　相較之下，臺積電則已開始開始試產(chǎn)7nm芯片，預(yù)定第2季為聯(lián)發(fā)科推出芯片原型，并于明年初開始全力量產(chǎn)。

　　臺積電采用5nm先進(jìn)制程的12寸晶圓廠已于今年1月26日正式動土，預(yù)計第一期廠房明年第一季就可完工裝機(jī)、2020年年初進(jìn)入量產(chǎn)。臺積電公告指出，待2022年第一、二、三期廠房皆進(jìn)入量產(chǎn)時，年產(chǎn)能預(yù)估可超過100萬片十二寸晶圓。

　　臺積電2016年以優(yōu)越的前端硅晶圓制造和最新封裝科技，將蘋果的應(yīng)用處理器訂單整碗捧走，三星決心雪恥，傳出要在2018年研發(fā)全新的封裝制程，搶回蘋果訂單。

　　韓國媒體報導(dǎo)，業(yè)界消息確認(rèn)三星半導(dǎo)體事業(yè)部已經(jīng)投入資金，擬開發(fā)全新的扇出型晶圓級封裝制程，由三星去年底從英特爾挖角的半導(dǎo)體研究機(jī)構(gòu)董事OhKyung-seok全程監(jiān)制。三星堅信，等封裝制程研發(fā)完畢后，蘋果訂單即可順利奪回，因此公司也會趕在2019年結(jié)束前，將量產(chǎn)設(shè)備打造完畢。

　　臺積電是全球第一家把應(yīng)用處理器的扇出型晶圓級封裝技術(shù)商業(yè)化的晶圓代工業(yè)者，也因此贏得iPhone7的16奈米A10處理器、iPhone8的10奈米A11處理器訂單。專家認(rèn)為，雖然三星、臺積電的前端硅晶圓制程技術(shù)不相上下，但蘋果對臺積電的封裝科技評價很高，也決定把訂單交給臺積電。

　　業(yè)界人士指出，三星到目前為止依舊把重點放在前端制程，對后端的投資并不多，在痛失蘋果訂單后，三星如今終于感受到后端封裝的重要性。

　　三星將代工5G芯片

　　采用7nm制程工藝

　　2月22日消息，近日三星電子在其官方網(wǎng)站上正式宣布，他們已經(jīng)獲得了高通5G芯片的代工權(quán)。這一次的高通5G芯片將采用7nm制程工藝。同時，這一技術(shù)節(jié)點還會引入EUV（極紫外光刻）。

　　三星將代工高通5G芯片：采用7nm制程工藝（圖片來自于cnbeta)

　　據(jù)了解，三星的全新7nm制程工藝技術(shù)與10nm制程工藝相比實現(xiàn)面積縮小40%、10%的性能提升、35%的功耗下降。此前高通已經(jīng)宣布正在研發(fā)介于10nm和7nm的8nm中間制程，同樣會與三星進(jìn)行合作，同樣值得期待。

　　驍龍845處理器本月就將迎來第一款旗艦機(jī)三星Galaxy S9。就在最近，國外媒體PC Mag表示他們已經(jīng)獲得了一些驍龍850的信息。這款新處理器將于今年年底上市，并將成為首款搭載消費級5G通訊模組的處理器。

　　PC Mag指出，驍龍850處理器將以Windows 10 on ARM設(shè)備的形態(tài)出現(xiàn)，但是性能提升的幅度并不會很大。有分析人士認(rèn)為，驍龍850的推出只是針對筆記本產(chǎn)品進(jìn)行小幅改進(jìn)。同時，這些媒體還認(rèn)為，驍龍850將是高通旗下首款消費級5G模組。

　　臺積電5nm晶圓廠動工

　　投資1500億元2020年初量產(chǎn)

　　1月27日消息，據(jù)國外媒體報道，臺灣半導(dǎo)體制造商臺積電宣布，5nm晶圓十八廠動工，預(yù)計2020年年初量產(chǎn)。

　　臺積電董事長張忠謀表示，5nm技術(shù)的整體投資初估約新臺幣7000億元（約合1530億元人民幣），十八廠的總投資額則為新臺幣5000多億元。十八廠是臺積電在臺灣的第四座超大型十二寸晶圓廠。

　　臺積電表示，今日動土興建之晶圓十八廠第一期廠房，預(yù)計于2019年第一季完工裝機(jī)并于2020年年初進(jìn)入量產(chǎn)；此外，第二期也將于2018年第三季動工，預(yù)計于2020年進(jìn)入量產(chǎn)；第三期廠房則預(yù)計于2019年第三季動工，預(yù)計于2021年進(jìn)入量產(chǎn)。待2022年第一、二、三期廠房皆進(jìn)入量產(chǎn)時，年產(chǎn)能預(yù)估可超過100萬片十二寸晶圓，并創(chuàng)造4000個工作機(jī)會。

　　晶圓是指硅半導(dǎo)體集成電路制作所用的硅晶片，由于其形狀為圓形，故稱為晶圓。臺積電稱，晶圓十八廠延續(xù)所有十二寸超大晶圓廠綠廠房的高標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，在設(shè)計之初，即對“節(jié)水、節(jié)能、防污、減廢”有周詳?shù)囊?guī)劃，同時亦營造機(jī)能完整的生態(tài)綠地空間。

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