28nm制程引爆后 芯片設(shè)計公司將重新洗牌

　　集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展向來遵循摩爾定律，每十八個月芯片及元器件的集成度和產(chǎn)品性能將增加一倍。2012年，隨著技術(shù)的演進(jìn)，全球半導(dǎo)體迎來了28nm制程的元年。賽靈思、Altera、高通等國際巨頭領(lǐng)先量產(chǎn)28nm芯片，并開始應(yīng)用到終端產(chǎn)品上面。迅速膨脹的需求讓全球最大的代工廠臺積電一度產(chǎn)能吃緊，但目前已增加產(chǎn)品線獲得緩解。按目前的發(fā)展趨勢看，2013年28nm芯片將呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，更有少數(shù)廠商將在2013年進(jìn)入22nm和20nm時代。

　　工藝制程演進(jìn)帶來了“高能效、低功耗”，28nm級別將提升IC30%的效能，降低50%的功耗。高通某高管稱，作為目前商用級別上最先進(jìn)的工藝制程，28nm工藝在頻率調(diào)節(jié)、功耗控制能力、散熱管理性能和尺寸壓縮方面具有顯著的優(yōu)勢。

　　“工藝制程的演進(jìn)是必要的，”MIPS中國市場營銷總監(jiān)費浙平表示，“現(xiàn)代高性能處理器設(shè)計的理論和方法，需要大規(guī)模的電路，比如更高的時鐘主頻、更多的并行處理、更多數(shù)量的多核集成，只有在先進(jìn)工藝的支持下才能實現(xiàn)。”

　　28nm除了提高性能降低功耗，帶給企業(yè)的利潤也不容小覷。據(jù)Xilinx統(tǒng)計，若借助28nm產(chǎn)品的拓展，F(xiàn)PGA市場在2014年可望達(dá)110億美元的規(guī)模，但若僅靠40nm與過去的產(chǎn)品，在2014年僅可達(dá)70億美元。近乎翻番的利益驅(qū)動讓巨頭心動。

　　不過，利潤可觀但相應(yīng)的資金投入也非常巨大。據(jù)記者了解，目前一個32nm芯片的設(shè)計成本在7000萬美元左右，而28nm會在1億美元，而到20nm估計要躥升到1.2億～1.5億美元，沒有一定資金實力的芯片廠商很難做出此項投入。

　　對于資金的挑戰(zhàn)，費浙平稱，昂貴的先進(jìn)工藝增大了芯片公司的壓力，使得一次設(shè)計成功更加重要，并且使得項目盈利所需要達(dá)到的出貨量門檻變高，意味著小公司靈活的優(yōu)勢變得次要了，而大公司的規(guī)模優(yōu)勢變得凸顯，某種程度上也是推動現(xiàn)在行業(yè)整合的原因之一。

　　在28nm風(fēng)起云涌的檔口，業(yè)界有人提出摩爾定律出現(xiàn)了拐點，尤其到了22nm以后，功耗將是制程的瓶頸。從上世紀(jì)50年代集成電路誕生開始，2D晶體管技術(shù)已經(jīng)蔓生并支撐起今天整個半導(dǎo)體芯片工藝的基礎(chǔ)，但是，如何在縮小尺寸、提高性能并降低成本的同時降低功耗，是摩爾定律的極限。

　　對此費浙平表示，28nm肯定還不是工藝的極限，Intel已經(jīng)發(fā)表了10nm以下的發(fā)展藍(lán)圖。進(jìn)入超亞微米工藝時代后，不同的技術(shù)陣營對工藝發(fā)展方向的爭議開始增多，因此對未來工藝的發(fā)展評估出現(xiàn)不同意見純屬正常。行業(yè)其實非常需要新工藝的進(jìn)步，一旦工藝發(fā)展停止，設(shè)計規(guī)模的增加就會面臨天花板，價格戰(zhàn)的殺傷力會統(tǒng)治行業(yè)，從而降低行業(yè)的整體利潤水平，這樣并無好處。

　　28nm時代的到來，也使得代工廠面臨產(chǎn)能和良率的極大考驗。全球最大的代工廠臺積電Q2就開始出現(xiàn)良率和產(chǎn)能瓶頸，導(dǎo)致諸多合作伙伴產(chǎn)品延期，后因加速擴(kuò)產(chǎn)緊缺問題才獲得緩解，良率也逐漸拉升到90%以上。預(yù)計2013年，智能手機及平板電腦仍將引爆市場主流，加上4GLTE轉(zhuǎn)換潮來臨，包括高通、聯(lián)發(fā)科、輝達(dá)、賽靈思(Xilinx)、阿爾特拉(Altera)等臺積電28nm大客戶，2013年投片量均明顯較2012年大增3至5成。臺積電已計劃2013年投入80至85億美元資本支出擴(kuò)產(chǎn)。由于布局較早，在28nm的節(jié)點，臺積電將是代工廠最大的受益者。除此，聯(lián)電、三星、GLOBALFOUNDRIES等也導(dǎo)入28nm生產(chǎn)線，緩解28nm產(chǎn)能壓力并企圖獲益。

　　“2013年28nm可能將迎來爆發(fā)式增長。”費浙平稱，2013年會出現(xiàn)很多28nm的設(shè)計項目，在出貨量上應(yīng)該還不會成為主流?，F(xiàn)在28nm的設(shè)計周期和流片成本都偏大，回收投資成本所需的出貨量要求也變高，因此28nm時代能夠容納的芯片設(shè)計公司數(shù)量會減少。

　　2013年會是28nm成熟大規(guī)模量產(chǎn)的一年，產(chǎn)品還會停留在高端領(lǐng)域，而真正爆發(fā)應(yīng)該是占據(jù)出貨量最大的主流市場，這方面可能還不會發(fā)生。進(jìn)入28nm對芯片的設(shè)計能力提出了更高的要求，要求芯片企業(yè)有更加專業(yè)和經(jīng)驗豐富的設(shè)計團(tuán)隊，當(dāng)然更大的研發(fā)資金投入也是一個門檻。