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易倍体育官网登录 如果我国实现28nm芯片全国产化, 能满足国内多少比例供应?

时间:2022-11-28 11:45 点击:125 次

易倍体育官网登录 如果我国实现28nm芯片全国产化, 能满足国内多少比例供应?

火热的8月易倍体育官网登录,DUV光刻机话题持续火热,其中“国产28nm光刻机”再度映入眼帘。同时,除追求先进制程外,芯片巨头台积电在大陆地区扩产了28nm,似乎更是成了“国产芯”的一个生死考验。

也就是说,考虑到实现28nm芯片全产业链国产化的时间节点,要是我们在那个时间节点上顺利完成,到底能够满足国内多少比例的芯片供应?为何芯片巨头纷纷布局扩产28nm?

一、先来普及下,目前集成电路的发展有两条技术主线

大家要知道,其实芯片是一个通用的半导体元件产品,也是一个集成电路的载体,但是集成电路是个很小的元件,它的应用范围会更大。目前集成电路的发展有两条技术主线:

一条是晶圆尺寸的扩大,一条是芯片制程技术的提升。

首先是晶圆尺寸技术线,从8英寸到12英寸,晶圆尺寸的增大是能够有效降低成本。而且硅片尺寸越大,单个硅片上可制造的芯片数量也就越多,单位芯片的成本也会随之降低。

比如12英寸晶圆较8英寸晶圆相比,其面积上提升约2.23倍,就单硅片产出来看,8英寸晶圆产出芯片88块,而12英寸晶圆产出芯片则达到232块。

在这方面,目前国内已有12寸的布局:中芯国际一年三座12英寸厂易倍体育官网登录,华润微12英寸先进功率半导体等多个城市都有布局12英寸厂及配套。

另一条路线则是芯片制程,它是越小越代表先进技术。根据《2019集成电路行业研究报告》,28nm及以下工艺的先进工艺占据了48%的市场份额,而成熟工艺则占据了52%的市场份额。

对于中国大陆芯片制造公司来说,尚无法造出代表目前芯片制造领域最高点的7nm、5nm芯片,但28nm以上成熟工艺领域的芯片制造,则是满满的机会。

可见,大家一直在提的与其布局冲刺国产先进工艺,不如真正意义上自建一条28nm的全国产化产业链更有实际意义,当然目前还是无法做到100%产业链国产化,但这几年我们在产业链的投入,我国半导体产业在全球也是极少的拥有较完整产业链的国家。

二、再来谈谈:为何芯片巨头都在会纷纷布局扩产28nm?

在半导体工艺制程发展过程中,28纳米是一个非常重要的节点,我们也把28纳米看作是先进工艺和成熟工艺的分水岭。台积电在2011年完成28纳米工艺的研发,SMIC和华虹宏力分别在2015年和2018年攻克28纳米工艺。

我们现在天天在新闻上看到的都是7nm、5nm的芯片,但28nm的性能并不差。手机上28nm的芯片,大概集中在2012-2013年。搭载在iphone 5s上的A7处理器,以及在2012年4月,高通发布的骁龙4代处理器都是28nm工艺。

我们可以看看下图易倍体育官网登录,这是IC Insights发布的2020-2024年全球晶圆产能预测报告。

可以看出,2019-2021年前10nm及以下占比较小,分别为4.4%、10%和16%。并且这部分占比的玩家只有台积电和三星。在10-20nm,占比就不少,玩家多了英特尔、格罗方德和SMIC等。其中台积电和三星是追求先进制程foundry的代表,特点是高研发投入,高市场收益,所以先进产能是他们主要的盈利方向。

但是,28nm作为成熟工艺依然有着广泛应用,其原因就是性能在多数领域完全够用,并且其在功耗、成本,可靠性方面也有着很好的平衡。可以说,28nm工艺在各家芯片制造厂依然是主要的盈利方向,这也是台积电拥有先进制程却仍在扩大28nm产能的根源。

可以看见的是,相比7nm和5nm这种先进工艺制程的芯片,28nm芯片才是主流。也就是说,如果我国能够实现28nm芯片全产业链国产化,就基本可以满足绝大部分国内的芯片需求。

三、最后,如果我国实现28nm芯片全国产化,到底能满足国内多少比例供应呢?

从应用领域来看,目前除了应用于手机,电脑的CPU,GPU,AI等芯片会应用先进工艺外,对我们日常生活应用的大多数产品,28纳米工艺是完全可以满足的,包括智能手表、中低端平板电脑等消费电子产品,电视、空调、冰箱等家用电器,再到汽车,工业等领域,28纳米的成熟工艺芯片依然是主流。

而据了解,业界预计我们国产化的28nm芯片将规模生产,能在1-2年实现。其实光刻机已经是没问题了,经过多个渠道的验证,确实已经进入量产阶段了。

但问题其实在于其它设备。半导体制造10大工序需要300多种设备,国产公司目前还不能完全满足所有设备的供应需求。在某些细分领域仍旧存在较大的差距。

也就是说,28nm全国产化在短期内基本上是不太可能做到的,去美化是有可能做到的。可现在的问题是,你都不需要满足28nm的纯国产化,就能掌握这个世界上大部分芯片的产能。当然,如果能满足28nm的纯国产化,那是真的可喜可贺。

可见,28nm芯片,除了不仅能够满足国内80%以上的运用领域外,全球缺芯的背景下,中国芯还有更大的机遇:

一是新能源车爆发;二是产能爆发。

新能源车是个比较神奇的东西,纯电车的半导体器件非常多。传统燃油车可能需要70-100个半导体器件,电动车可能需要300-500个,再往后发展甚至可能破千,甚至上万。

这个量是十分巨大的,所以需要足够的产能来支持,这就引出了第二个机会点,产能爆发。只能说不好意思,论爆产能,全世界只有中国能玩得起。这是体制带来的好处,也是工程师红利带来的好处,更是国家不惜代价砸钱带来的好处。

总之,技术不够,产能来凑。我们吃下全部28nm成熟制程满足基本运用,再突破先进制程。

最后的话: 28nm芯片全国产化后,保守估计,80%的芯片运用可以自给自足

目前大致进程会是这样的:2-3年后(也许更长一点),我国可以实现28nm全链条国产化(或至少全非A),但是良率还不高,综合性能也还差一些,勉强可以用的。

但是,28nm工艺芯片运用广泛易倍体育官网登录,市场份额相当巨大。这对我国半导体产业来说,完成28纳米全产业链的国产化,比盲目的追求先进工艺确实来得更有意义。

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