中芯國(guó)際為何率先量產(chǎn)28nm的驍龍410？

　　中芯國(guó)際是中國(guó)大陸最強(qiáng)的半導(dǎo)體代工企業(yè)，不過它在與臺(tái)灣半導(dǎo)體代工廠和三星半導(dǎo)體制造廠的競(jìng)爭(zhēng)中一直都處于不利的地位。2014年在全球前五大半導(dǎo)體代 工廠中，中芯國(guó)際和格羅方德是兩家營(yíng)收下滑的企業(yè)，而臺(tái)積電、聯(lián)電和三星的營(yíng)收都是同比上升的，其中一個(gè)原因正是中芯國(guó)際的工藝遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于另外四家企 業(yè)，28nm工藝量產(chǎn)拉近了與全球第 二大代工廠聯(lián)電的差距，對(duì)中芯國(guó)際無疑是強(qiáng)心劑。

　　為什么是28nm?

　　2013年中芯國(guó)際就宣布開發(fā)28nm工藝。28nm工藝有兩個(gè)方向，一個(gè)是高介電常數(shù)金屬閘極(HKMG)，一個(gè)是低功耗型的傳統(tǒng)氮氧化硅(Sion)，前一個(gè)技術(shù)難度要高很多。

　　HKMG技術(shù)是進(jìn)入到28nm才開始引入的，使用這種技術(shù)可以能大幅減小柵極的漏電量，由于high-k絕緣層的等效氧化物厚度(EOT:equivalent oxide thickness)較薄，這樣晶體管就能得到進(jìn)一步的縮小，而管子的驅(qū)動(dòng)能力也能得到有效的改善，因此28nm HKMG技術(shù)被視為半導(dǎo)體制造工藝的一種革命性進(jìn)步。因?yàn)閷?shí)現(xiàn)了HKMG技術(shù)，再向20nm、16nm演進(jìn)就容易了。

　　編者注：在摩爾定律的指引下，集成電路的線寬不斷縮小。按照規(guī)律，基本上是按每?jī)赡昕s小至原尺寸70%的步伐前進(jìn)。比如2007年達(dá)到45nm，2009年達(dá)到32nm，2011年達(dá)到22nm。而產(chǎn)業(yè)界在從45/40nm向下演進(jìn)時(shí)，由于32nm工藝的不成熟，而28nm引入hkmg實(shí)現(xiàn)了重要變革，中間跳過32nm。因此28nm這個(gè)節(jié)點(diǎn)非常特殊。

　　中芯國(guó)際在28nm工藝制程上的快速進(jìn)展得到了高通的幫助，去年中國(guó)發(fā)起了對(duì)高通的反壟斷調(diào)查，為了換取大陸減輕處罰高通當(dāng)時(shí)做出了一系列的讓步，其中之一正是與中芯國(guó)際合作研發(fā)28nm工藝。目前中芯國(guó)際生產(chǎn)驍龍410正是采用28nm HKMG技術(shù)，這對(duì)中芯國(guó)際來說意義重大。

　　全球前五大半導(dǎo)體代工廠，現(xiàn)在都怎么樣了?

　　全球前五大半導(dǎo)體代工廠是臺(tái)積電、聯(lián)電、三星、格羅方德和中芯國(guó)際。

　　從技術(shù)上說臺(tái)積電和三星無疑是第一集團(tuán)，今年臺(tái)積電的16nmFF+工藝量產(chǎn)落后于三星14nmFinFET，這讓三星搶盡了風(fēng)頭。由于臺(tái)積電的16nmFF+量產(chǎn)時(shí)間延后，這迫使去年轉(zhuǎn)單臺(tái)積電的蘋果不得不將前期的A9處理器交給三星半導(dǎo)體生產(chǎn)以趕上今年9月份的新款iPhone上市;憑借自家14nmFinFET工藝的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，三星的Exynos7420處理器成為全球安卓市場(chǎng)最強(qiáng)大的處理器，讓采用這款處理器的S6 Edge大受歡迎，扭轉(zhuǎn)了連續(xù)數(shù)個(gè)季度不斷下滑的趨勢(shì)，今年二季度其手機(jī)業(yè)務(wù)部門營(yíng)業(yè)利潤(rùn)為2.76萬億韓元(約合23.69億美元)，是過去個(gè)季度最高的。

　　臺(tái)積電雖然今年在工藝制程競(jìng)賽上落后三星，但是臺(tái)積電的實(shí)力依然很強(qiáng)大。繼2014年?duì)I收暴增25%之后，今年上半年的營(yíng)收依然獲得了29.1%的同比增長(zhǎng)，原因就是三星半導(dǎo)體雖然技術(shù)先進(jìn)，可是三星同時(shí)做手機(jī)、DRAM、CMOS、手機(jī)芯片等產(chǎn)品，這讓IC設(shè)計(jì)企業(yè)擔(dān)憂與它的同業(yè)競(jìng)爭(zhēng)問題，而更愿意將訂單交給臺(tái)積電生產(chǎn)。蘋果公司同樣如此，在臺(tái)積電量產(chǎn)16nmFF+后有望獲得至少三成的A9處理器訂單。

　　格羅方德連續(xù)數(shù)年虧損后，曾傳出要出售的消息，不過似乎持有格羅方德的阿聯(lián)酉阿布扎比先進(jìn)技術(shù)投資公司(ATIC)并不甘心，先是向三星購(gòu)買了14nm工藝技術(shù)，研發(fā)了22nm FD-SOI技術(shù)，今年并購(gòu)了IBM的微電子業(yè)務(wù)，似乎打算繼續(xù)在這個(gè)領(lǐng)域深耕。不過考慮到本文主要是談中芯國(guó)際，格羅方德目前與中芯國(guó)際直接競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)系不大，不在本文深談。

　　中芯國(guó)際2014年?duì)I收19.7億美元，營(yíng)收不及位居全球代工廠第二的聯(lián)電的46.2億的一半，但是由于聯(lián)電已經(jīng)在大陸擁有和艦科技并正在廈門投資建設(shè)12英寸半導(dǎo)體工廠，都在爭(zhēng)奪大陸的客戶，兩家的工藝制程差距較小，與臺(tái)積電和三星的工藝差距太遠(yuǎn)，故將這兩家當(dāng)做直接的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手來談。

　　(中芯國(guó)際近四年?duì)I業(yè)收入)

　　中芯量產(chǎn)28nm工藝，為的是與聯(lián)電競(jìng)爭(zhēng)?

　　聯(lián)電一直以來都是全球半導(dǎo)體代工廠二哥。雖然2012年格羅方德通過并購(gòu)等方式在營(yíng)收上超過了聯(lián)電，但是去年聯(lián)電在量產(chǎn)28nm工藝，28nm是前兩年臺(tái)積電的天下。2014年三季度為臺(tái)積電提供了總營(yíng)收的34%，聯(lián)電量產(chǎn)28nm贏得了部分客戶推動(dòng)營(yíng)收增長(zhǎng)10.8%，是前五大代工廠中增長(zhǎng)速度僅次于臺(tái)積電的，并搶回了全球半導(dǎo)體代工廠二哥的位置。

　　聯(lián)電早已經(jīng)看中大陸市場(chǎng)，并在2003年就開始在大陸市場(chǎng)布局。受制于當(dāng)時(shí)臺(tái)灣當(dāng)局的管制，聯(lián)電曲線在蘇州投資了和艦科技，目前已經(jīng)將它收入旗下。不過和艦科技是8英寸半導(dǎo)體工廠，技術(shù)不夠先進(jìn)，去年底獲得臺(tái)灣當(dāng)局批準(zhǔn)在廈門建設(shè)更先進(jìn)的12英寸晶圓廠。

　　大陸目前已經(jīng)是全球最大的芯片采購(gòu)市場(chǎng)，2014年大陸的采購(gòu)的芯片占全球的過半份額，超過了進(jìn)口石油花費(fèi)的資金。大陸去年成立200億美元芯片產(chǎn)業(yè)基金推動(dòng)芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，大陸也在興起展訊、海思、聯(lián)芯、瑞芯微等芯片企業(yè)，海思的網(wǎng)通處理器目前正在使用臺(tái)積電的16nm(這個(gè)工藝去年量產(chǎn)，與今年即將量產(chǎn)的16nmFF+不同，其應(yīng)用于手機(jī)芯片的時(shí)候能效甚至還不如20nm，所以臺(tái)積電要開發(fā)16nmFF+)工藝生產(chǎn)。

　　聯(lián)電為了贏得在大陸市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，在自研14nm工藝，同時(shí)與高通合作研發(fā)18nm工藝。由于臺(tái)灣當(dāng)局的管制，聯(lián)電只能將落后一代的技術(shù)引入大陸市場(chǎng)，要在這兩種工藝之一在臺(tái)灣投產(chǎn)，才能將28nm工藝引入大陸廈門工廠，聯(lián)電希望憑借就近服務(wù)和先進(jìn)工藝的優(yōu)勢(shì)爭(zhēng)取大陸客戶。

　　中芯國(guó)際此時(shí)量產(chǎn)28nm工藝無疑其直接競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手就是聯(lián)電，聯(lián)電去年才量產(chǎn)28nm工藝，雙方的技術(shù)差距迅速縮小。在40nm工藝上，聯(lián)電于2009年就開始量產(chǎn)，而中芯國(guó)際到2013年才量產(chǎn)40nm，對(duì)比之下可見中芯國(guó)際技術(shù)進(jìn)步之快速。

　　中芯國(guó)際今年一季度的財(cái)報(bào)顯示，其來自中國(guó)大陸市場(chǎng)的營(yíng)收占比達(dá)到47%創(chuàng)下新高，可見大陸市場(chǎng)正成為中芯國(guó)際的重要增長(zhǎng)點(diǎn)?，F(xiàn)在中芯國(guó)際的工藝技術(shù)趕上聯(lián)電，無疑可以有效減小聯(lián)電爭(zhēng)取今年底在廈門廠投產(chǎn)28nm工藝帶來的威脅，為去年?duì)I收負(fù)增長(zhǎng)的中芯國(guó)際打下一劑強(qiáng)心劑。

　　高通已經(jīng)答應(yīng)了將驍龍410放在中芯國(guó)際用28nm工藝生產(chǎn)，其是臺(tái)積電取得蘋果的處理器訂單之前的大客戶，其將部分訂單交給中芯國(guó)際將推動(dòng)中芯國(guó)際今年獲得好業(yè)績(jī)。