中芯國際現在已經開始生產14納米芯片，且成功步入了能夠生產FinFET的半導體廠家（Foundry）的行列。此外，中芯國際還繼續(xù)擴大投資，并已經回到科創(chuàng)板上市，募集資金。然而，由于特朗普政政權的干預，中芯國際無法使用一部分尖端的半導體生產設備。在這種情況下，中芯國際能否長期、穩(wěn)定地為SoC的尖端廠家提供技術工藝支持呢？

　　位于中國北京的中芯國際工廠。

　　中芯國際是中國大陸主要的半導體代工廠，在中國提供著最尖端的工藝技術，且被人們期待能夠為中國芯片行業(yè)做出巨大貢獻。目前，中芯國際正竭力追趕在半導體工藝（采用了EUV蝕刻的工藝）中領先的TSMC和三星電子。然而，按照媒體所說，由于禁令的緣故，中芯國際未成功買到計劃中的先進光刻機。

　　從營收上看， 全球最大的Foundry—-TSMC的銷售額幾乎是三星電子的三倍，而三星的銷售額是排名第三的GLOBALFOUNDRIES的三倍左右，也是排名第四的UMC的三倍左右。位于第五名的中芯國際與GLOBALFOUNDRIES和UMC之間的差距也不小。

　　中芯國際積極獲取投資

　　與專注于某項特殊技術的GLOBALFOUNDRIES和UMC不同，中芯國際致力于尖端節(jié)點（Node）技術，因此，從理論上來講，中芯國際可以與TSMC和三星電子這樣的擁有健全財務體制的廠家分庭抗禮。

　　研發(fā)尖端節(jié)點技術需要花費數十億美金的成本，此外，要產生利潤，還需要300mm晶圓生產產線（這同樣需要花費數十億美金）。近年來，之所以有很多半導體廠家放棄研發(fā)尖端技術，也是出于同樣原因。因此，中芯國際致力于研發(fā)尖端節(jié)點技術這點令人感到意外。但中芯國際能獲得包括政府在內的多方提供的資金支持，且擁有其自身獨特的業(yè)務模式（Business Mode）。因此，中芯國際可以大幅度削減其自身的設備投資、研究經費支出。

　　其實回看美國如GLOBALFOUNDRIES、Intel等半導體廠家在建設新工廠的時候也從地方政府、聯(lián)邦政府獲得了補助金，這并不稀奇。而美國現在也正在推動資金支持本土的晶圓廠建設，其實這可以理解，半導體工廠不僅可以代來高薪職業(yè)，而且可以直接和間接地為當地帶來可觀的利益。然而，對于半導體工廠而言，即使地方政府提供補助金、免稅措施，但幾十億美元的投資畢竟不是小數目。

　　然而，有些問題需要引起中芯國際的高度注意。例如要建造一家當代的半導體工廠，至少花費100億美元（約人民幣700億元），這就需要大量的投入，中芯國際如何籌集這些資金，并且能夠給投資者帶來更多的回報，這是一個值得思考的問題。

　　在半導體行業(yè)，共同致力于摸索前進道路、合作研發(fā)是極其普通的事情，因此以共同研發(fā)新材料、晶體管構造而合作的企業(yè)、團體十分常見。這種團體和企業(yè)之間的資金合作可以切實促進半導體工藝技術的研發(fā)和進步。但是，資金的落實需要花費一定的時間。

　　比方說，2017年，IBM引領的“Research Alliance”與紐約州立理工大學（SUNY Polytechnic Institute）的納米科技研究小組“Albany Nanotech Complex”合作，不僅研發(fā)了應用于GLOBALFOUNDRIES和Samsung Foundry的硅納米片（Silicon Nano Sheet）GAAFET工藝技術，而且，通過運用5納米工藝生產技術（依靠硅納米片GAAFET），驗證了此項技術的實用性。雖然GLOBALFOUNDRIES最終宣布放棄研發(fā)尖端工藝，而專注于特色工藝的研發(fā)。但三星電子公布方面稱，計劃在2022年-2023年使用以3納米GAA為基礎的“BC（Multi Bridge Channel）FET”。以上這些技術都是基于之前的研發(fā)小組構筑的框架。

　　中芯國際的研發(fā)范圍十分廣泛，且近年來一直在增加研發(fā)投入。據說，中芯國際與國際研發(fā)、革新?lián)c--imec、IMECAS（Institute of Microelectronics of the Chinese Academy of Sciences）都有合作關系。此外，中芯國際不僅與華為、高通等客戶合作，還與Brite Semiconductor、CEVA等企業(yè)建立了合作關系，以推進商用技術節(jié)點（Node）、平臺（Platform）實用化方向的研發(fā)。同時，通過構筑以上這些合作關系，華為和高通等大客戶也會希望中芯國際可以成功在中國生產出半導體。

　　尖端工藝的研發(fā)成本可達數十億美元。雖然中芯國際通過各種方法優(yōu)化設備投資，由于成本過高，還需要進一步增加投資。因此，中芯國際為了獲得用于研究開發(fā)和擴大規(guī)模的資金（從32億美元計劃增至75億美元），已經在上海證券交易所發(fā)行IPO。2019年中芯國際的研發(fā)費用達到6億2,900萬美元（約人民幣44.03億元），由此推測，如果此次的資金全部按照計劃推進的話，2020年的研發(fā)預算還要在2019年的基礎再追加數億美元，可以說這是一筆不小的數目。

　　中芯國際的工廠

　　如今，中芯國際在運營的有七處工廠，其中，三處為200mm晶圓工廠、四處為300mm晶圓工廠。2016年，公司收購了意大利LFoundry公司70%的股份，開始進軍車載半導體行業(yè)。然而，卻在2019年將收購的工廠賣掉，理由無從得知。但是，從中芯國際的業(yè)務模式（Business Model）來看，此次賣掉工廠股份的行為絕對不是首次。

　　中芯國際在成立之初，就建設了200mm工廠、專注于已經有實績的技術。2001年首次受到上海政府的支持、完成工廠建設，自開始建廠到竣工僅用了13個月的時間，速度極快。而且，2008年開始著手建設中國首例邏輯半導體方向的300mm工廠?，F在回顧來看，中芯國際當時前進的速度真是非同一般。

　　2020年第一季度時間點中芯國際的工廠匯總。

　　在中芯國際的200mm工廠里，已經在利用成熟的邏輯節(jié)點技術和專用工藝技術來生產半導體芯片。針對混合信號（Mixed Signal）、RF、MEMS、PMIC、eNVM等，中芯國際擁有各種各樣的專有實用技術節(jié)點。這些技術的需求都十分旺盛，因此有分析師指出，“未來數年之內，200mm工廠的生產能力與需求之間的鴻溝還會繼續(xù)擴大”。

　　中芯國際200mm工廠的產能達到23萬3,000片/月，可以滿足現有客戶的需求。但是，如果未來200mm的需求繼續(xù)擴大的話，中芯國際也應該會在未來數年內擴充產能。但是，找到適應于新舊200mm工廠的生產設備應該也比較困難。

　　300mm項目對于中芯國際來說還是比較困難的，300mm工廠的建廠費用、設備費用、運營成本都很高。如今，中芯國際正在運營的300mm工廠有四處。北京郊區(qū)的兩處工廠中，其中一處為“2P1”，可以處理采用了55納米-180納米工藝技術的晶圓，最大月度產能為5萬2,000片。另一處為“2P2”工廠，可以處理采用了28納米、40納米工藝技術的晶圓，月度產能為5萬個（“2P1”工廠的設備也可應用于“2P2”工廠）。此外，上海工廠的300mm晶圓工廠“8P1”在2020年第一季度時間點，月度產能僅為2,000片。此外，“JN1”工廠目前正在研發(fā)基于FinFET的工藝技術。另外，據說深圳的300mm工廠也在擴大產能。

　　中芯國際的300mm工廠生產能力雖然不及TSMC的300mm工廠“GigaFab”，但是我們需要注意的是“產能（Capacity）因工藝技術不同而不同，且差異很大”。這是因為如果生產中存在較多的Multi-patterning，那么晶圓在潔凈室（Clean Room）中停留的時間就會很長。規(guī)模越大、成本越低（GigaFab之所以能夠降低單個晶圓的成本，原因也在此），但是，前提是需要巨額的資金投入、還要確保較高的稼動率。對于中芯國際來說，很大一部分的銷售額來自于成熟技術工藝的貢獻，從這一點來看，中芯國際專注于中等規(guī)模工廠的投入是正確的決策。

　　中芯國際認為，“未來，中芯國際肯定需要能夠使用尖端工藝技術的、規(guī)模較大的工廠”。金融服務公司Bocom International Holdings的香港分處的分析師Christopher Yim則指出，“中芯國際的最新的上海工廠、北京工廠的規(guī)模都很大，可以供應的產品范圍也很廣。比方說，就上海的300mm的SN1工廠而言，如果整備所有的設備，建設成本將會達到100億美元左右（約人民幣700億元），最大產能可達7萬WSPM。然而，這么大的工廠是需要巨額的投資。

　　海思的采用是一個巨大的利好

　　就新工藝的導入而言，中芯國際的進步十分明顯。2001年，中芯國際Fab 1開始供應0.25um生產技術，2002年已經開始量產0.18um邏輯半導體。2008年第一季度，開始供應多種技術節(jié)點，并發(fā)布65納米技術。最后，中芯國際在2012年下半年開始生產40納米芯片，2015年啟動28納米產品產線，2019年下半年首次開始基于FinFET的14納米工藝。另一方面，中芯國際落后于”雷打不動“的TOP1---TSMC多年。

　　工藝技術的研發(fā)需要大量的資金和技術。為了進一步降低研發(fā)風險、提高研發(fā)速度，中芯國際自成立之初就招募了不少來自TSMC等先進晶圓廠的技術人員，通過這些技術人員，中芯國際積累了工藝技術、工藝流程和技術要點等。

　　此外，中芯國際還與一些晶圓廠達成了公司工藝許可（Process License）的協(xié)議。通過從其他公司獲取生產工藝、相關技術，中芯國際獲得了必要的IP（Intellectual Property，知識產權），且獲得了一些特殊客戶（如有的客戶雖然希望利用現有成熟技術獲得第二家芯片供應商，卻不希望進行大規(guī)模的再次設計）。

　　通過以上努力，中芯國際在Foundry業(yè)務方面獲得了顯著的增長，到2005年成為了僅次于TSMC、UMC、Chartered的全球第四的專業(yè)芯片代工廠。

　　在尖端工藝方面，中芯國際雖然落后于TSMC，但是由于能夠提高提供具有競爭力的價格、差異化服務、統(tǒng)籌性的供應鏈，因此受到華為旗下海思、高通、Fingerprint Cards等大企業(yè)的青睞。

　　在中芯國際2020年第一季度的銷售額中，成熟工藝（250／350nm～40／45nm）占92%，28納米和14納米分別占6.5%、1.3%。

　　中芯國際

　　海思是利用中芯國際14納米工藝的客戶之一。利用此工藝，為海思生產了用于智能手機的入門級SoC”Kirin 710A“（應該也在考慮應用到車載方面），這款芯片最初是利用TSMC的12納米工藝生產的。

　　中芯國際28納米和14納米啟動較晚、原有代際工藝占據九成以上的銷售額，這兩點毫無疑問證明了”有大量的芯片是不需要尖端工藝的“。比方說，通信、民生設備、汽車、工業(yè)設備方向的很多IC的生命周期都很長。此外，很多中國的芯片廠家存在運用現有節(jié)點技術進行設計的傾向。以上原因也解釋了為什么2020年第一季度時間點，中芯國際工廠的稼動率為98.5%。另一方面，中芯國際14納米 FinFET工藝是其自主研發(fā)的，很難被其他競爭對手采用，不過這項技術實際步入正軌還需要一段時間。

　　中芯國際要趕上TSMC，很難估算需要多長時間，但是對于中芯國際來說，不斷激化的中美貿易摩擦、電子行業(yè)的大趨勢（Megatrend）也許是一個良機，但同時也是一個挑戰(zhàn)。