中国企业华为将在上海建设一家45nm工艺起步且不使用美国技术的芯片工厂,计划在2021年年底为物联网设备制造28nm芯片,且预计在2022年底之前为5G设备供应20nm芯片。
据报道,由于华为此前并没有制造芯片的经验,因此该工厂将由上海市政府支持的上海集成电路研发中心有限公司(ICRD)运营。
对此华为未予置评。无论华为是否实质性涉足不使用美国技术的芯片制造领域,中国芯片制造业正加快追赶更高工艺,已是不可逆转的趋势。
也在近期,全球半导体代工巨头台积电发布了三季度财报,其中有两项数据值得注意:在台积电,28nm及以上成熟工艺芯片代工业务收入占比为38%,折合成营收约为46.13亿美元;此外,智能手机和高性能计算的收入占据台积电总营收的83%,而台积电28nm以下先进工艺占比为62%。这意味着,台积电所代工的智能手机和高性能计算里,使用28nm及以上的成熟工艺占比约为25%。
此时需要说明一下28nm工艺在芯片制造领域的地位。
随着半导体制造技术的进步,芯片越做越小,带来的是芯片集成度与性能不断提升,功耗越来越低,但同时也意味着技术含量和成本越来越高。
3nm明年才有可能面世;5nm和7nm是芯片工艺的高端圈子,通常只有高端手机和一部分高性能计算芯片才会使用;28nm是一条分界线,28nm及以下工艺被称为“先进工艺;28nm以上被称为“成熟工艺”。有时,28nm也被划分到成熟工艺这个阵营。
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。
第三方数据机构IBS近期发布的一份白皮书数据显示,2020年半导体代工市场中,28nm及以上工艺的市场份额能占据大约三分之二,未来五年,先进工艺的市场将不断扩大,但成熟工艺的市场份额仍将不低于50%。
不过,虽然28nm目前是先进工艺和成熟工艺的分界点,但这个分界点并不固定。如果大批代工厂都突破了14nm,那14nm就成为了成熟工艺。
芯片设计公司并非都追着上14nm、7nm工艺。全志智能硬件部总经理李震告诉《财经》记者,选择什么样的工艺最重要的是看芯片用在什么产品上,从而确定芯片功能、性能、功耗三大指标,确定好三大指标后再选择最具性价比的工艺。
28nm作为介于先进工艺和成熟工艺之间的工艺,对大多数芯片而言都具备较好的性价比。
性能上,28nm较之前的成熟工艺,在功耗、尺寸、散热等指标上更具优势;成本上,它的成本刚刚好。20nm及之后的先进工艺采用FinFET(鳍式场效应晶体管)工艺,复杂度提升带来工艺成本的提高。
台积电是在2011年最先投入量产28nm制程,量产后市场需求巨大,一年时间,营收占比从2011年四季度的2%上涨到2012年四季度的22%。
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