中芯國(guó)際現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)始生產(chǎn)14納米芯片，且成功步入了能夠生產(chǎn)FinFET的半導(dǎo)體廠家（Foundry）的行列。此外，中芯國(guó)際還繼續(xù)擴(kuò)大投資，并已經(jīng)回到科創(chuàng)板上市，募集資金。然而，由于特朗普政政權(quán)的干預(yù)，中芯國(guó)際無(wú)法使用一部分尖端的半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備。在這種情況下，中芯國(guó)際能否長(zhǎng)期、穩(wěn)定地為SoC的尖端廠家提供技術(shù)工藝支持呢？

　　位于中國(guó)北京的中芯國(guó)際工廠。

　　中芯國(guó)際是中國(guó)大陸主要的半導(dǎo)體代工廠，在中國(guó)提供著最尖端的工藝技術(shù)，且被人們期待能夠?yàn)橹袊?guó)芯片行業(yè)做出巨大貢獻(xiàn)。目前，中芯國(guó)際正竭力追趕在半導(dǎo)體工藝（采用了EUV蝕刻的工藝）中領(lǐng)先的TSMC和三星電子。然而，按照媒體所說(shuō)，由于禁令的緣故，中芯國(guó)際未成功買(mǎi)到計(jì)劃中的先進(jìn)光刻機(jī)。

　　從營(yíng)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(guó)際與GLOBALFOUNDRIES和UMC之間的差距也不小。

　　中芯國(guó)際積極獲取投資

　　與專注于某項(xiàng)特殊技術(shù)的GLOBALFOUNDRIES和UMC不同，中芯國(guó)際致力于尖端節(jié)點(diǎn)（Node）技術(shù)，因此，從理論上來(lái)講，中芯國(guó)際可以與TSMC和三星電子這樣的擁有健全財(cái)務(wù)體制的廠家分庭抗禮。

　　研發(fā)尖端節(jié)點(diǎn)技術(shù)需要花費(fèi)數(shù)十億美金的成本，此外，要產(chǎn)生利潤(rùn)，還需要300mm晶圓生產(chǎn)產(chǎn)線（這同樣需要花費(fèi)數(shù)十億美金）。近年來(lái)，之所以有很多半導(dǎo)體廠家放棄研發(fā)尖端技術(shù)，也是出于同樣原因。因此，中芯國(guó)際致力于研發(fā)尖端節(jié)點(diǎn)技術(shù)這點(diǎn)令人感到意外。但中芯國(guó)際能獲得包括政府在內(nèi)的多方提供的資金支持，且擁有其自身獨(dú)特的業(yè)務(wù)模式（Business Mode）。因此，中芯國(guó)際可以大幅度削減其自身的設(shè)備投資、研究經(jīng)費(fèi)支出。

　　其實(shí)回看美國(guó)如GLOBALFOUNDRIES、Intel等半導(dǎo)體廠家在建設(shè)新工廠的時(shí)候也從地方政府、聯(lián)邦政府獲得了補(bǔ)助金，這并不稀奇。而美國(guó)現(xiàn)在也正在推動(dòng)資金支持本土的晶圓廠建設(shè)，其實(shí)這可以理解，半導(dǎo)體工廠不僅可以代來(lái)高薪職業(yè)，而且可以直接和間接地為當(dāng)?shù)貛?lái)可觀的利益。然而，對(duì)于半導(dǎo)體工廠而言，即使地方政府提供補(bǔ)助金、免稅措施，但幾十億美元的投資畢竟不是小數(shù)目。

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

　　在半導(dǎo)體行業(yè)，共同致力于摸索前進(jìn)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(gòu)造而合作的企業(yè)、團(tuán)體十分常見(jiàn)。這種團(tuán)體和企業(yè)之間的資金合作可以切實(shí)促進(jìn)半導(dǎo)體工藝技術(shù)的研發(fā)和進(jìn)步。但是，資金的落實(shí)需要花費(fèi)一定的時(shí)間。

　　比方說(shuō)，2017年，IBM引領(lǐng)的“Research Alliance”與紐約州立理工大學(xué)（SUNY Polytechnic Institute）的納米科技研究小組“Albany Nanotech Complex”合作，不僅研發(fā)了應(yīng)用于GLOBALFOUNDRIES和Samsung Foundry的硅納米片（Silicon Nano Sheet）GAAFET工藝技術(shù)，而且，通過(guò)運(yùn)用5納米工藝生產(chǎn)技術(shù)（依靠硅納米片GAAFET），驗(yàn)證了此項(xiàng)技術(shù)的實(shí)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(jì)劃在2022年-2023年使用以3納米GAA為基礎(chǔ)的“BC（Multi Bridge Channel）FET”。以上這些技術(shù)都是基于之前的研發(fā)小組構(gòu)筑的框架。

　　中芯國(guó)際的研發(fā)范圍十分廣泛，且近年來(lái)一直在增加研發(fā)投入。據(jù)說(shuō)，中芯國(guó)際與國(guó)際研發(fā)、革新?lián)c(diǎn)--imec、IMECAS（Institute of Microelectronics of the Chinese Academy of Sciences）都有合作關(guān)系。此外，中芯國(guó)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(guān)系，以推進(jìn)商用技術(shù)節(jié)點(diǎn)（Node）、平臺(tái)（Platform）實(shí)用化方向的研發(fā)。同時(shí)，通過(guò)構(gòu)筑以上這些合作關(guān)系，華為和高通等大客戶也會(huì)希望中芯國(guó)際可以成功在中國(guó)生產(chǎn)出半導(dǎo)體。

　　尖端工藝的研發(fā)成本可達(dá)數(shù)十億美元。雖然中芯國(guó)際通過(guò)各種方法優(yōu)化設(shè)備投資，由于成本過(guò)高，還需要進(jìn)一步增加投資。因此，中芯國(guó)際為了獲得用于研究開(kāi)發(fā)和擴(kuò)大規(guī)模的資金（從32億美元計(jì)劃增至75億美元），已經(jīng)在上海證券交易所發(fā)行IPO。2019年中芯國(guó)際的研發(fā)費(fèi)用達(dá)到6億2,900萬(wàn)美元（約人民幣44.03億元），由此推測(cè)，如果此次的資金全部按照計(jì)劃推進(jìn)的話，2020年的研發(fā)預(yù)算還要在2019年的基礎(chǔ)再追加數(shù)億美元，可以說(shuō)這是一筆不小的數(shù)目。

　　中芯國(guó)際的工廠

　　如今，中芯國(guó)際在運(yùn)營(yíng)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(gòu)了意大利LFoundry公司70%的股份，開(kāi)始進(jìn)軍車載半導(dǎo)體行業(yè)。然而，卻在2019年將收購(gòu)的工廠賣(mài)掉，理由無(wú)從得知。但是，從中芯國(guó)際的業(yè)務(wù)模式（Business Model）來(lái)看，此次賣(mài)掉工廠股份的行為絕對(duì)不是首次。

　　中芯國(guó)際在成立之初，就建設(shè)了200mm工廠、專注于已經(jīng)有實(shí)績(jī)的技術(shù)。2001年首次受到上海政府的支持、完成工廠建設(shè)，自開(kāi)始建廠到竣工僅用了13個(gè)月的時(shí)間，速度極快。而且，2008年開(kāi)始著手建設(shè)中國(guó)首例邏輯半導(dǎo)體方向的300mm工廠?，F(xiàn)在回顧來(lái)看，中芯國(guó)際當(dāng)時(shí)前進(jìn)的速度真是非同一般。

　　2020年第一季度時(shí)間點(diǎn)中芯國(guó)際的工廠匯總。

　　在中芯國(guó)際的200mm工廠里，已經(jīng)在利用成熟的邏輯節(jié)點(diǎn)技術(shù)和專用工藝技術(shù)來(lái)生產(chǎn)半導(dǎo)體芯片。針對(duì)混合信號(hào)（Mixed Signal）、RF、MEMS、PMIC、eNVM等，中芯國(guó)際擁有各種各樣的專有實(shí)用技術(shù)節(jié)點(diǎn)。這些技術(shù)的需求都十分旺盛，因此有分析師指出，“未來(lái)數(shù)年之內(nèi)，200mm工廠的生產(chǎn)能力與需求之間的鴻溝還會(huì)繼續(xù)擴(kuò)大”。

　　中芯國(guó)際200mm工廠的產(chǎn)能達(dá)到23萬(wàn)3,000片/月，可以滿足現(xiàn)有客戶的需求。但是，如果未來(lái)200mm的需求繼續(xù)擴(kuò)大的話，中芯國(guó)際也應(yīng)該會(huì)在未來(lái)數(shù)年內(nèi)擴(kuò)充產(chǎn)能。但是，找到適應(yīng)于新舊200mm工廠的生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)該也比較困難。

　　300mm項(xiàng)目對(duì)于中芯國(guó)際來(lái)說(shuō)還是比較困難的，300mm工廠的建廠費(fèi)用、設(shè)備費(fèi)用、運(yùn)營(yíng)成本都很高。如今，中芯國(guó)際正在運(yùn)營(yíng)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(shù)的晶圓，最大月度產(chǎn)能為5萬(wàn)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(shù)的晶圓，月度產(chǎn)能為5萬(wàn)個(gè)（“2P1”工廠的設(shè)備也可應(yīng)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(shí)間點(diǎn)，月度產(chǎn)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(shù)。另外，據(jù)說(shuō)深圳的300mm工廠也在擴(kuò)大產(chǎn)能。

　　中芯國(guó)際的300mm工廠生產(chǎn)能力雖然不及TSMC的300mm工廠“GigaFab”，但是我們需要注意的是“產(chǎn)能（Capacity）因工藝技術(shù)不同而不同，且差異很大”。這是因?yàn)槿绻a(chǎn)中存在較多的Multi-patterning，那么晶圓在潔凈室（Clean Room）中停留的時(shí)間就會(huì)很長(zhǎng)。規(guī)模越大、成本越低（GigaFab之所以能夠降低單個(gè)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(dòng)率。對(duì)于中芯國(guó)際來(lái)說(shuō)，很大一部分的銷售額來(lái)自于成熟技術(shù)工藝的貢獻(xiàn)，從這一點(diǎn)來(lái)看，中芯國(guó)際專注于中等規(guī)模工廠的投入是正確的決策。

　　中芯國(guó)際認(rèn)為，“未來(lái)，中芯國(guó)際肯定需要能夠使用尖端工藝技術(shù)的、規(guī)模較大的工廠”。金融服務(wù)公司Bocom International Holdings的香港分處的分析師Christopher Yim則指出，“中芯國(guó)際的最新的上海工廠、北京工廠的規(guī)模都很大，可以供應(yīng)的產(chǎn)品范圍也很廣。比方說(shuō)，就上海的300mm的SN1工廠而言，如果整備所有的設(shè)備，建設(shè)成本將會(huì)達(dá)到100億美元左右（約人民幣700億元），最大產(chǎn)能可達(dá)7萬(wàn)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(gè)巨大的利好

　　就新工藝的導(dǎo)入而言，中芯國(guó)際的進(jìn)步十分明顯。2001年，中芯國(guó)際Fab 1開(kāi)始供應(yīng)0.25um生產(chǎn)技術(shù)，2002年已經(jīng)開(kāi)始量產(chǎn)0.18um邏輯半導(dǎo)體。2008年第一季度，開(kāi)始供應(yīng)多種技術(shù)節(jié)點(diǎn)，并發(fā)布65納米技術(shù)。最后，中芯國(guó)際在2012年下半年開(kāi)始生產(chǎn)40納米芯片，2015年啟動(dòng)28納米產(chǎn)品產(chǎn)線，2019年下半年首次開(kāi)始基于FinFET的14納米工藝。另一方面，中芯國(guó)際落后于”雷打不動(dòng)“的TOP1---TSMC多年。

　　工藝技術(shù)的研發(fā)需要大量的資金和技術(shù)。為了進(jìn)一步降低研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)、提高研發(fā)速度，中芯國(guó)際自成立之初就招募了不少來(lái)自TSMC等先進(jìn)晶圓廠的技術(shù)人員，通過(guò)這些技術(shù)人員，中芯國(guó)際積累了工藝技術(shù)、工藝流程和技術(shù)要點(diǎn)等。

　　此外，中芯國(guó)際還與一些晶圓廠達(dá)成了公司工藝許可（Process License）的協(xié)議。通過(guò)從其他公司獲取生產(chǎn)工藝、相關(guān)技術(shù)，中芯國(guó)際獲得了必要的IP（Intellectual Property，知識(shí)產(chǎn)權(quán)），且獲得了一些特殊客戶（如有的客戶雖然希望利用現(xiàn)有成熟技術(shù)獲得第二家芯片供應(yīng)商，卻不希望進(jìn)行大規(guī)模的再次設(shè)計(jì)）。

　　通過(guò)以上努力，中芯國(guó)際在Foundry業(yè)務(wù)方面獲得了顯著的增長(zhǎng)，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(guó)際雖然落后于TSMC，但是由于能夠提高提供具有競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格、差異化服務(wù)、統(tǒng)籌性的供應(yīng)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(guó)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(guó)際

　　海思是利用中芯國(guó)際14納米工藝的客戶之一。利用此工藝，為海思生產(chǎn)了用于智能手機(jī)的入門(mén)級(jí)SoC”Kirin 710A“（應(yīng)該也在考慮應(yīng)用到車載方面），這款芯片最初是利用TSMC的12納米工藝生產(chǎn)的。

　　中芯國(guó)際28納米和14納米啟動(dòng)較晚、原有代際工藝占據(jù)九成以上的銷售額，這兩點(diǎn)毫無(wú)疑問(wèn)證明了”有大量的芯片是不需要尖端工藝的“。比方說(shuō)，通信、民生設(shè)備、汽車、工業(yè)設(shè)備方向的很多IC的生命周期都很長(zhǎng)。此外，很多中國(guó)的芯片廠家存在運(yùn)用現(xiàn)有節(jié)點(diǎn)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的傾向。以上原因也解釋了為什么2020年第一季度時(shí)間點(diǎn)，中芯國(guó)際工廠的稼動(dòng)率為98.5%。另一方面，中芯國(guó)際14納米 FinFET工藝是其自主研發(fā)的，很難被其他競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手采用，不過(guò)這項(xiàng)技術(shù)實(shí)際步入正軌還需要一段時(shí)間。

　　中芯國(guó)際要趕上TSMC，很難估算需要多長(zhǎng)時(shí)間，但是對(duì)于中芯國(guó)際來(lái)說(shuō)，不斷激化的中美貿(mào)易摩擦、電子行業(yè)的大趨勢(shì)（Megatrend）也許是一個(gè)良機(jī)，但同時(shí)也是一個(gè)挑戰(zhàn)。