中芯國際的破局
2020/5/23 20:24:00 點擊：
振奮人心，中芯國際獲國家 200 億注資，擬取代臺積電曲線救華為。
近幾年來，中國的半導(dǎo)體行業(yè)蓬勃發(fā)展，市場需求保持快速增長。 據(jù)中投產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，2017 年中國大陸地區(qū)半導(dǎo)體設(shè)備銷售額達 82.3 億美元，2018 年為 131.1 億美元，同比增長達 59%，銷售額度較去年增長了近 48.4 億美元，可見中國市場對半導(dǎo)體產(chǎn)品的迫切需求。同時，中國以 131.1 億美元的銷售額超越臺灣，成為世界第二大半導(dǎo)體制造設(shè)備銷售市場。
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得益于國內(nèi)市場的良好態(tài)勢，中芯國際的營收表現(xiàn)亮眼。與此同時，中芯國際的技術(shù)工藝也迎來振奮人心的突破，但同時也面臨一些外部的挑戰(zhàn)。 通訊、消費品，仍是營收主力 在國內(nèi)半導(dǎo)體需求迅猛增長的情況下，中芯國際也交出了一份不錯的成績單。
5 月 13 日，中芯國際發(fā)布了 2020 年 Q1 財務(wù)報表。第一季度銷售額為 9.059 億美元，相較 2019 年第四季度增長 7.8%；毛利為 2.3 億美元，較 2019 年第四季度增長 17.1%；毛利率為 25.8%，較 2019 年第四季度增長 23.8%，凈利潤達到了 6416.4 萬美元，同比增長更是達到了 422.8%。 總體來看，中芯國際在 2020 年開局取得了不錯的成績。
尤其是凈利潤表現(xiàn)亮眼，在其凈利潤迅猛增長的背后，通訊消費品依舊是營收貢獻的主力。據(jù)中芯國際產(chǎn)品分類數(shù)據(jù)，通訊和消費類產(chǎn)品總占據(jù)業(yè)務(wù)總量的 80%。
通訊產(chǎn)品一直是中芯國際營收的核心。2019 年通訊產(chǎn)品占到了中芯國際總營收的 46%，而中芯國際通訊業(yè)務(wù)營收的迅速增長，與國內(nèi)電子產(chǎn)品廠商將訂單轉(zhuǎn)給中芯國際有關(guān)。 從 2019 年底開始，華為就陸續(xù)將設(shè)計芯片的訂單從臺積電轉(zhuǎn)到中芯國際。近日，華為又宣布將旗下的海思半導(dǎo)體 14 納米 FinFET 工藝部分芯片代工訂單交由中芯國際完成。
華為訂單的轉(zhuǎn)移，一方面幫助了中芯國際提升其在 14nm 量產(chǎn)水平；另一方面，也助力了中芯國際的營收增長。 此外，消費類芯片也是中芯國際另一大營收來源。國內(nèi)消費電子市場不斷快速增長，智能手機、液晶電視、DVD 播放機、數(shù)碼相機和攝像機等產(chǎn)品需求不斷增長，帶動了中芯國際等半導(dǎo)體企業(yè)在該類業(yè)務(wù)領(lǐng)域的發(fā)展。
中芯國際在 2020 年第一季度表現(xiàn)亮眼，但其面臨的技術(shù)問題仍然不可忽視。為了在技術(shù)上尋求突破，中芯國際開展 N+1、N+2 工藝戰(zhàn)略，直追臺積電 7nm 制程工藝。 N+1 工藝，力求破局 最新消息，中芯國際 CEO 梁孟松宣布中芯國際目前正在全力研發(fā) N+1 工藝，已進入客戶導(dǎo)入產(chǎn)品認(rèn)證階段，并且提到 N+1 工藝的芯片相較 14nm 性能提升 20%、功耗降低 57%、邏輯面積縮小 63%，SoC 面積縮小 55%。 從中芯國際 N+1 工藝芯片性能來看，幾乎相當(dāng)于臺積電第一代 7nm 工藝，預(yù)計年底即可量產(chǎn)。
值得注意的是，中芯國際的 N+1 工藝并不等于 7nm 工藝。市場上 7nm 工藝相較 14nm，基準(zhǔn)提升幅度是 35%，而中芯國際的 N+1 工藝提升幅度為 20%，相較略為遜色。但其成本較低，且 N+1 工藝制程并不需要 EUV。在這一點上，中芯國際無疑是取得了技術(shù)性的突破。 N+1 取得的喜人成就，不禁讓業(yè)界對中芯國際的 N+2 工藝充滿期待，N+2 工藝在性能上比 N+1 進一步提升，更逼近市場 7nm 工藝。 相對于半導(dǎo)體市場的 7nm，N+1 工藝上雖然比 7nm 稍顯遜色，但其成本比市場上的 7nm 低大約 10%。對于半導(dǎo)體產(chǎn)品需求大的廠商，無疑這個突如其來的喜訊定會引起他們極大的興趣。此外，相較美國控股的臺積電，中芯國際顯然更值得他們信賴。 中芯國際在制程工藝上的進步，對國內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)有著很大的激勵作用。然而，中芯國際的技術(shù)發(fā)展之路上，并不是一帆風(fēng)順的。
不容忽視的技術(shù)代差 早在 2017 年，中芯國際的集成電路制造工藝還停留在 28nm 階段，而此時的臺積電已經(jīng)開始量產(chǎn) 10nm 集成電路芯片。28nm 和 10nm 之間還間隔著 14nm 的制作工藝差距。數(shù)據(jù)顯示，同功耗下 14nm 可達到的頻率比 28nm 要高出 61%。中芯國際和臺積電的技術(shù)差距可想而知。
這個問題，隨著梁孟松的加入，終于有了改觀。梁孟松用了僅僅 300 天的時間，就讓中芯國際實現(xiàn)了從 28nm 到 14nm 的技術(shù)跨越，14nm 芯片的良品率也從 3%提高到 95%。可以說，梁孟松的加入帶動了中芯國際制程工藝的跨越式發(fā)展。中芯國際實現(xiàn) 28nm 到 14nm 的跨越，也極大地振奮了國內(nèi)自主芯片產(chǎn)業(yè)的信心。 2020 年 1 月份，中芯國際再次傳來了令人激動的喜訊，中芯國際旗下的的中芯南方集成電路制造有限公司宣布首條 14nm 生產(chǎn)線投入生產(chǎn)。 然而，中芯國際的集成電路制造技術(shù)距世界先進水平還是有很大差距。
不久前，臺積電宣布 5nm 生產(chǎn)線即將投入量產(chǎn)，而同為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的三星已經(jīng)將目光轉(zhuǎn)向 3nm 生產(chǎn)線。在芯片領(lǐng)域，14nm 和 5nm 之間還間隔著 7nm 的技術(shù)差距，也就是說，中芯國際和臺積電的半導(dǎo)體技術(shù)仍然相差兩代。 中芯國際制造技術(shù)突破的道路上，有兩個難題——技術(shù)封鎖和資金匱乏。
眾所周知，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展是建立在“燒錢”模式上的。每一次納米工藝的進步，其成本都以幾何倍增長。2019 年中芯國際投入研發(fā)的資金達 6.874 億美元，占銷售收入的 22%。 圓晶的成本隨著制程的金屬層數(shù)隨著工藝的演進不斷提升。例如 13nm 制程有六層金屬，5nm 最少會有 14 層金屬，此外，半導(dǎo)體制作中還要引入新的技術(shù)，14nm 時需要引入 FinFET 技術(shù)，5nm 時引入堆疊橫向納米線技術(shù)。 其次是光刻技術(shù)成本。40nm 和 45nm 制程需要用到 40 層光罩，而 14nm 和 10nm 就需要 60 層光罩。這對光刻機的要求近乎是苛刻的，而全球僅有一家成功成功開發(fā) EUV 的公司——荷蘭的阿斯麥。去年 5 月，中芯國際向荷蘭訂購一臺光刻機，而這臺光刻機的價格就達 1.2 億歐元，其價格相當(dāng)于兩架波音 737。
再者，美國一直掌握著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)，對中國半導(dǎo)體企業(yè)進行技術(shù)封鎖。據(jù)路透社報道，美國周一宣布對中國半導(dǎo)體設(shè)備限制出口，防止中國通過民用商業(yè)等途徑獲取半導(dǎo)體設(shè)備和技術(shù)。 縱觀中芯國際發(fā)展歷程，在重重困境中一步步走到今天，實屬不易。雖然中芯國際的工藝實力相較于世界頂尖水平還有差距，但中芯國際依舊給業(yè)界創(chuàng)造了不少奇跡。N+1 工藝已經(jīng)逼近 7nm 水準(zhǔn)，而往后性能更加強大的的 N+2 工藝，必然能在技術(shù)上讓中芯國際更有底氣。
中芯國際此次技術(shù)工藝的突破，對中國半導(dǎo)體企業(yè)來說也具有戰(zhàn)略意義。一方面，中芯國際的技術(shù)突破讓“中國芯”在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)有了更多的話語權(quán)，為中國電子產(chǎn)品企業(yè)的進一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。另一方面，中芯國際的新工藝也為我國半導(dǎo)體企業(yè)研發(fā)爭取了更多的時間。
不過，目前國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)仍處于發(fā)展階段，還存在很大差距，這也意味著中芯國際的前行之路依舊任重道遠。在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)大環(huán)境不利的情況下，中芯國際技術(shù)發(fā)展之路，必然充滿著千難萬險。
近幾年來，中國的半導(dǎo)體行業(yè)蓬勃發(fā)展，市場需求保持快速增長。 據(jù)中投產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，2017 年中國大陸地區(qū)半導(dǎo)體設(shè)備銷售額達 82.3 億美元，2018 年為 131.1 億美元，同比增長達 59%，銷售額度較去年增長了近 48.4 億美元，可見中國市場對半導(dǎo)體產(chǎn)品的迫切需求。同時，中國以 131.1 億美元的銷售額超越臺灣，成為世界第二大半導(dǎo)體制造設(shè)備銷售市場。
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得益于國內(nèi)市場的良好態(tài)勢，中芯國際的營收表現(xiàn)亮眼。與此同時，中芯國際的技術(shù)工藝也迎來振奮人心的突破，但同時也面臨一些外部的挑戰(zhàn)。 通訊、消費品，仍是營收主力 在國內(nèi)半導(dǎo)體需求迅猛增長的情況下，中芯國際也交出了一份不錯的成績單。
5 月 13 日，中芯國際發(fā)布了 2020 年 Q1 財務(wù)報表。第一季度銷售額為 9.059 億美元，相較 2019 年第四季度增長 7.8%；毛利為 2.3 億美元，較 2019 年第四季度增長 17.1%；毛利率為 25.8%，較 2019 年第四季度增長 23.8%，凈利潤達到了 6416.4 萬美元，同比增長更是達到了 422.8%。 總體來看，中芯國際在 2020 年開局取得了不錯的成績。
尤其是凈利潤表現(xiàn)亮眼，在其凈利潤迅猛增長的背后，通訊消費品依舊是營收貢獻的主力。據(jù)中芯國際產(chǎn)品分類數(shù)據(jù)，通訊和消費類產(chǎn)品總占據(jù)業(yè)務(wù)總量的 80%。
通訊產(chǎn)品一直是中芯國際營收的核心。2019 年通訊產(chǎn)品占到了中芯國際總營收的 46%，而中芯國際通訊業(yè)務(wù)營收的迅速增長，與國內(nèi)電子產(chǎn)品廠商將訂單轉(zhuǎn)給中芯國際有關(guān)。 從 2019 年底開始，華為就陸續(xù)將設(shè)計芯片的訂單從臺積電轉(zhuǎn)到中芯國際。近日，華為又宣布將旗下的海思半導(dǎo)體 14 納米 FinFET 工藝部分芯片代工訂單交由中芯國際完成。
華為訂單的轉(zhuǎn)移，一方面幫助了中芯國際提升其在 14nm 量產(chǎn)水平；另一方面，也助力了中芯國際的營收增長。 此外，消費類芯片也是中芯國際另一大營收來源。國內(nèi)消費電子市場不斷快速增長，智能手機、液晶電視、DVD 播放機、數(shù)碼相機和攝像機等產(chǎn)品需求不斷增長，帶動了中芯國際等半導(dǎo)體企業(yè)在該類業(yè)務(wù)領(lǐng)域的發(fā)展。
中芯國際在 2020 年第一季度表現(xiàn)亮眼，但其面臨的技術(shù)問題仍然不可忽視。為了在技術(shù)上尋求突破，中芯國際開展 N+1、N+2 工藝戰(zhàn)略，直追臺積電 7nm 制程工藝。 N+1 工藝，力求破局 最新消息，中芯國際 CEO 梁孟松宣布中芯國際目前正在全力研發(fā) N+1 工藝，已進入客戶導(dǎo)入產(chǎn)品認(rèn)證階段，并且提到 N+1 工藝的芯片相較 14nm 性能提升 20%、功耗降低 57%、邏輯面積縮小 63%，SoC 面積縮小 55%。 從中芯國際 N+1 工藝芯片性能來看，幾乎相當(dāng)于臺積電第一代 7nm 工藝，預(yù)計年底即可量產(chǎn)。
值得注意的是，中芯國際的 N+1 工藝并不等于 7nm 工藝。市場上 7nm 工藝相較 14nm，基準(zhǔn)提升幅度是 35%，而中芯國際的 N+1 工藝提升幅度為 20%，相較略為遜色。但其成本較低，且 N+1 工藝制程并不需要 EUV。在這一點上，中芯國際無疑是取得了技術(shù)性的突破。 N+1 取得的喜人成就，不禁讓業(yè)界對中芯國際的 N+2 工藝充滿期待，N+2 工藝在性能上比 N+1 進一步提升，更逼近市場 7nm 工藝。 相對于半導(dǎo)體市場的 7nm，N+1 工藝上雖然比 7nm 稍顯遜色，但其成本比市場上的 7nm 低大約 10%。對于半導(dǎo)體產(chǎn)品需求大的廠商，無疑這個突如其來的喜訊定會引起他們極大的興趣。此外，相較美國控股的臺積電，中芯國際顯然更值得他們信賴。 中芯國際在制程工藝上的進步，對國內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)有著很大的激勵作用。然而，中芯國際的技術(shù)發(fā)展之路上，并不是一帆風(fēng)順的。
不容忽視的技術(shù)代差 早在 2017 年，中芯國際的集成電路制造工藝還停留在 28nm 階段，而此時的臺積電已經(jīng)開始量產(chǎn) 10nm 集成電路芯片。28nm 和 10nm 之間還間隔著 14nm 的制作工藝差距。數(shù)據(jù)顯示，同功耗下 14nm 可達到的頻率比 28nm 要高出 61%。中芯國際和臺積電的技術(shù)差距可想而知。
這個問題，隨著梁孟松的加入，終于有了改觀。梁孟松用了僅僅 300 天的時間，就讓中芯國際實現(xiàn)了從 28nm 到 14nm 的技術(shù)跨越，14nm 芯片的良品率也從 3%提高到 95%。可以說，梁孟松的加入帶動了中芯國際制程工藝的跨越式發(fā)展。中芯國際實現(xiàn) 28nm 到 14nm 的跨越，也極大地振奮了國內(nèi)自主芯片產(chǎn)業(yè)的信心。 2020 年 1 月份，中芯國際再次傳來了令人激動的喜訊，中芯國際旗下的的中芯南方集成電路制造有限公司宣布首條 14nm 生產(chǎn)線投入生產(chǎn)。 然而，中芯國際的集成電路制造技術(shù)距世界先進水平還是有很大差距。
不久前，臺積電宣布 5nm 生產(chǎn)線即將投入量產(chǎn)，而同為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的三星已經(jīng)將目光轉(zhuǎn)向 3nm 生產(chǎn)線。在芯片領(lǐng)域，14nm 和 5nm 之間還間隔著 7nm 的技術(shù)差距，也就是說，中芯國際和臺積電的半導(dǎo)體技術(shù)仍然相差兩代。 中芯國際制造技術(shù)突破的道路上，有兩個難題——技術(shù)封鎖和資金匱乏。
眾所周知，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展是建立在“燒錢”模式上的。每一次納米工藝的進步，其成本都以幾何倍增長。2019 年中芯國際投入研發(fā)的資金達 6.874 億美元，占銷售收入的 22%。 圓晶的成本隨著制程的金屬層數(shù)隨著工藝的演進不斷提升。例如 13nm 制程有六層金屬，5nm 最少會有 14 層金屬，此外，半導(dǎo)體制作中還要引入新的技術(shù)，14nm 時需要引入 FinFET 技術(shù)，5nm 時引入堆疊橫向納米線技術(shù)。 其次是光刻技術(shù)成本。40nm 和 45nm 制程需要用到 40 層光罩，而 14nm 和 10nm 就需要 60 層光罩。這對光刻機的要求近乎是苛刻的，而全球僅有一家成功成功開發(fā) EUV 的公司——荷蘭的阿斯麥。去年 5 月，中芯國際向荷蘭訂購一臺光刻機，而這臺光刻機的價格就達 1.2 億歐元，其價格相當(dāng)于兩架波音 737。
再者，美國一直掌握著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)，對中國半導(dǎo)體企業(yè)進行技術(shù)封鎖。據(jù)路透社報道，美國周一宣布對中國半導(dǎo)體設(shè)備限制出口，防止中國通過民用商業(yè)等途徑獲取半導(dǎo)體設(shè)備和技術(shù)。 縱觀中芯國際發(fā)展歷程，在重重困境中一步步走到今天，實屬不易。雖然中芯國際的工藝實力相較于世界頂尖水平還有差距，但中芯國際依舊給業(yè)界創(chuàng)造了不少奇跡。N+1 工藝已經(jīng)逼近 7nm 水準(zhǔn)，而往后性能更加強大的的 N+2 工藝，必然能在技術(shù)上讓中芯國際更有底氣。
中芯國際此次技術(shù)工藝的突破，對中國半導(dǎo)體企業(yè)來說也具有戰(zhàn)略意義。一方面，中芯國際的技術(shù)突破讓“中國芯”在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)有了更多的話語權(quán)，為中國電子產(chǎn)品企業(yè)的進一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。另一方面，中芯國際的新工藝也為我國半導(dǎo)體企業(yè)研發(fā)爭取了更多的時間。
不過，目前國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)仍處于發(fā)展階段，還存在很大差距，這也意味著中芯國際的前行之路依舊任重道遠。在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)大環(huán)境不利的情況下，中芯國際技術(shù)發(fā)展之路，必然充滿著千難萬險。
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