芯片產業，外憂內患并存。在大陸本土芯片的解圍紓困之戰中，首先抵達14nm工藝的排頭兵中芯國際，12個月之內，在北京、深圳兩地，投入百億美金，兩度大幅擴增28nm及12英寸晶圓產能。

其實大力擴展28nm產能的，除開中芯國際，還有干脆放棄先進工藝研發、已經做出28nm特色的聯電，甚至還有領軍晶圓代工的臺積電，斥資28.87億美元，擴充其南京廠28nm產能。

當摩爾定律開始挑戰 3nm 工藝，大家的眼光都聚焦在 蘋果A、驍龍、麒麟這些基于先進技術的明星芯片產品時，當半導體產業鏈在逆全球化趨勢境下，成為卡住我們脖子的最急需突破時，中芯為什么不大力穩固14nm先進工藝，甚至向7nm更高制程發起沖擊呢？

先進制程是半導體產業的絕對主流嗎？在半導體現狀下，務實與先進追求如何平衡？

本文試圖解釋這些疑惑。

世界缺芯，以28nm需求最旺盛，有些14nm及以上產能卻不飽和

目前，全球半導體產能供不應求，且業界普遍預期產能短缺情況會延續到2022~2023年。缺芯最缺的是哪種芯片？

代工廠的行動最能說明答案。大陸臺灣和大陸地區的多家知名半導體廠相繼宣布建設新的12英寸晶圓廠，這其中以擴產12吋28納米以下制程為主，主要輻射到5G智能行動電話配件、數據中心邊緣運算、電動車與自動駕駛等缺芯現象突出的領域。

來自芯片行業的專業消息稱，大陸目前產能最緊張的產能不是14nm，或者7nm工藝，而是55nm。

一線代工廠28nm產能已經排到明年

盡管大陸龍頭中芯國際，已經實現14nm的大規模量產，但是由于客戶、設備、材料的不確定性，中芯國際最近披露的月財報顯示，14/28nm工藝在2020年第四季度收入占比下降至5%，低于三季度的14.6%。也就是說，中芯國際14nm 產線在全面缺芯的情況下，產能目前反而是不飽和的。

臺積電剛剛公布2021年第一季度工藝節點收入：7nm占所有收入的35％，而5nm現在占14％。數據表明臺積電的5nm收入在減少，反而是較老的工藝節點需求仍然強勁，其中28nm及以上工藝占公司占據收入最高的37％。

為什么28nm產能需求如此強勁？

目前典型芯片工藝的設計成本：7nm芯片則需要2.71億美元；16nm /14nm芯片的平均IC設計成本約為8000萬美元；而28nm一般約為3000萬美元。

28nm制程處于晶圓工藝的先進制程和成熟工藝結合點，是整個產業毋庸置疑的成本性能控制最好的工藝。28nm在功耗設計、頻率控制、性能穩定等方面具有明顯優勢。

顯然是參考了目前大陸半導體現狀，最新的華為車載芯片，麒麟990A系列芯片使用了華為自研的泰山架構，采用穩妥的28nm生產。

而且對于動輒投資超過百億美元的晶圓廠而言，制造工藝的成本和性能比，是運轉的關鍵。資本開支每代工藝節點增速平均達30%，比如每萬片月產能，在12英寸晶圓的初代節點90nm時，只需要4.8億美金資本開支，而進入14nm則需要20億美金的資本開支，7nm則高達25億美金，資本開支每代節點增速達到30%。

28nm 是大陸芯片產業鏈整體最接近破局的制程

大陸的半導體產業鏈大陸替代進程一直穩步推進，在設備和材料的大陸替代上，很多方向上已經開始突破28nm，比如中微的刻蝕產品在業內開始領先，工藝節點甚至已經達到 5nm，進入臺積電的產線驗證。

刻蝕和清洗設備，曾經是美系半導體巨頭應用材料和Lam的傳統優勢領域，我們已經可以從應用材料和Lam的虎口里奪食了。

離子注入機、涂膠顯影設備，仍處于大陸化突破前夕，支持到28nm制程的光刻機，我們更是在日思夜盼。

半導體材料是大陸半導體最薄弱環節之一，高度依賴進口。目前在多個方向上，也開始有了一定大陸化比例。

所以說，略顯落后的28nm，是我們整體半導體產業務實的第一目標。

大陸目前的28nm產線規模的提升，相信會為更多的大陸半導體設備和材料帶來更多驗證的機會，從而帶動整體產業鏈的升級，如果不是整體產業站穩在28nm這個層級，即使往上突破，也存在很大風險，因為其生產許可都是掌握在別人手里的。

28nm制造鏈上我們的企業已全面涉足，這意味著，假設最艱險的時刻到來時，大陸芯并非全無依仗。

7nm 制程是DUV工藝的極限，即使能量產，也需付出成本和良率的代價

我們不能否認，中芯國際依靠目前能獲得的有限資源，正在做向7nm先進制程延展的技術攻關，這種突破當然具有閃耀的意義。

DUV（深紫外光）光刻機使用的光源都是193nm波長的ArF excimer laser，EUV（極深紫外線）光刻機光源則是13.3nm的laser pulsed tin plasma。在EUV技術出現之前，技術人員利用 DUV光刻機，通過把鏡頭放在水里、相移掩模、多重曝光的方法，一步步推進芯片技術節點，使得193nm浸沒式光刻可以實現到10nm甚至7nm的分辨率。

雖然通過復雜的DUV光刻多重曝光技術，可以實現7nm量產。但是，每多一次曝光都會增加生產工序，使得制造成本大大提升，而且良品率也難以控制。

例如臺積電的7nm制程，前兩代工藝N7、N7P就是基于DUV工藝，2018年度的華為麒麟980就是其代表作。

尤其是涉及到7nm，其設備、材料、EDA，這些七寸更加掌握在他人手里，中芯國際即使實現了 7nm 的量產，因為無法面向某些伙伴客戶，其成本肯定無法與前三位大佬：臺積電、三星和英特爾競爭，無力獲取更多的國際訂單。

28nm是科技逆全球化趨勢下的安全區域

華為的遭遇使得我們早就看清，一定要準備面臨最難的境地。

考慮到 28nm 工藝的廣泛性，在這條線上任何人試圖建立約束規則，顯然不太現實。ASML 首席執行官Peter Wennink日前表示，出口管制不僅不能停止其技術進步，而且還會損害自身經濟。并且多次聲明DUV光刻技術的相關設備，不受限制。

14nm、10nm最近多次被提及，更別說7nm了，顯然這個點要被某些人設置成紅線，拉大我們與世界先進的差距。這是大陸半導體產業必須面對的。中芯國際成熟14nm工藝的主要客戶高通和博通，就是因為一些不確定性，而選擇轉單。

而28nm似乎成為了某種意義上的安全區，而增添安全感的，不僅有因為廣泛性，而仍在發揮作用半導體全球化根基，還有最重要的，是我們正在崛起的本土產業鏈。

生存是第一位的，“擁有”的才是珍貴的，“能用”的才是好用的，在艱難前行的路上，站穩28nm 顯然意義非凡。

28nm哪里是什么落后工藝

以28nm工藝為代表的成熟工藝在未來的一段時間內，還將是眾多廠商維系利潤，能夠參與半導體先進工藝研發的基礎。

聯電是一個很好的案例：

2018年，聯電做了一個決定：停止12nm以下先進工藝的研發，在晶圓代工市場上不再拼高制程技術，專注28nm的產能及技術成熟度。專注28nm的聯電，目前成為炙手可熱的代工企業。

連三星的ISOCELL圖像傳感器和顯示驅動芯片，都需求著聯電代工。聯電也成功拿下高通、英偉達、德州儀器、意法半導體及新力等大單，主要采用28nm、40nm或55nm等成熟制程，產品大多為模擬芯片。

28nm顯然不是什么落后工藝，仍然需要打磨。至于先進制程，受制于研發成本、技術難度和潛在客源的雙重壓力，終將屬于少數的頂級玩家。

根據Gartner的統計，2020年全球28nm芯片市場規模約94億美元，其中臺積電的48億美元已占據51%。而中芯國際2020年財報顯示28/14nm收入約4億美元左右，就是說即使是有些被瞧不起的28nm，我們也差得很遠呢！

所以，一方面需要堅持完善28nm甚至是40nm等成熟工藝，加緊完善供應鏈，實現自我造血，另一方面，積極參與先進工藝的研發和制造，保持與先進制造的身位差距不要太大，才是我們的大陸代工企業最恰當的策略。

寫在最后

隨著半導體晶圓工藝不斷逼近極限，某些先發優勢不斷被削減，這是晶圓的后來者廠商的歷史機遇。

國際化分工協作，全球共贏發展經濟的好日子一去不復返了。先進制程是我們追求的，但顯然不是我們急需的。目前我們的處境非常困難，仍需做最艱苦努力的準備。

28nm 其實是大有可為，如果相關的大陸化進程取得突破，我們的市場規模和完善的工業體系，將凸顯優勢效應，可以大膽預見：大陸芯片鏈的崛起，是全球缺芯現象的決定性治愈因素，到那時，將我們排除在先進半導體體系之外的任何舉措都是徒勞的。