28納米工藝為何受青睞？
發(fā)布時間：2021-05-12 12:00
在半導體缺芯的背景下，近段時間以來，臺積電、聯(lián)電、中芯國際紛紛傳出將擴大28納米工藝產能的消息。其中，晶圓代工廠龍頭臺積電將投資28.87億美元建設28納米的生產線，產能每月4萬片；聯(lián)電表示將出資興建一座12英寸28納米的新廠，產能規(guī)模2萬片/月。中芯國際3月17日發(fā)布公告，將依托中芯深圳重點建設28納米及以上產線，規(guī)劃產能每月4萬片。為一個2011年就已實現(xiàn)量產的工藝節(jié)點，在臺積電推出5納米的時代，28納米有何迷人之處？為何幾家代工大廠均將擴產的目光投在這個工藝節(jié)點之上？
代工大廠紛紛擴產28納米
近日，臺積電召開臨時董事會核準資本預算28.87億美元，將于南京廠擴建28納米成熟工藝產能。臺積電總裁魏哲家表示，2022年半導體產業(yè)供需仍吃緊，公司為此規(guī)劃要擴充成熟工藝產能，預計新產能會在2023年開出，屆時失衡狀況可望稍微舒緩。此前，臺積電在法說會上也曾預告將在南京廠擴充成熟工藝，只是當時并未明示將擴哪一個工藝節(jié)點。
聯(lián)電也于日前宣布，將與多家全球領先的客戶共同攜手，通過全新的雙贏合作模式，擴充在臺南科學園區(qū)的12英寸廠Fab 12A P6廠區(qū)的產能。據悉，聯(lián)電的客戶根據協(xié)議將以議定價格預先支付訂金，確保取得P6未來產能的長期保障。聯(lián)電指出，P6產能擴建計劃預計于2023年第二季度投入生產，屆時將配備28納米生產設備，未來可延伸至14納米的生產，能直接配合客戶未來工藝的升級需求。
中芯國際則在3月17日發(fā)布公告，與深圳市政府簽訂合作框架協(xié)議。依照計劃，中芯深圳將開展項目的發(fā)展和營運，重點生產28納米及以上的集成電路和提供技術服務，預期將于2022年開始生產，產能每月4萬片，投資額約為23.5億美元。
28納米的迷人之處
目前，全球市場處于缺芯的狀態(tài)。英特爾公司全球副總裁、中國區(qū)總裁楊旭日前在接受媒體采訪時預計，至2022年年底芯片供應還會很緊張。在此情況下，半導體代工廠投資擴產自是題中應有之議。
然而，為何幾家代工大廠均將擴產的目光投在28納米工藝節(jié)點之上呢？據半導體專家莫大康的介紹，半導體一向有“大小”節(jié)點之分。28納米就是一個大節(jié)點。與40納米工藝相比，28納米柵密度更高、晶體管的速度提升了約50%，每次開關時的能耗則減小了50%。在成本幾乎相同的情況下，使用28納米工藝可以給產品帶來更加良好的性能優(yōu)勢。
臺積電是全球最大的半導體代工廠，在28納米節(jié)點上同樣也具備最大的產能供給能力。資料顯示，2011年第四季度，臺積電率先實現(xiàn)了28納米全世代工藝的量產。此后臺積電多年占據全球28納米市場中的最大企業(yè)的位置，2014年其銷售收入主要來源于28納米，占全球28納米代工市場份額的80%，28納米產能達到13萬片/月，占公司總營收的34%。
隨著半導體制造技術的進步，芯片工藝越做越小，性能也在不斷提升。目前，最先的進節(jié)點已經達到5納米，28納米也演變成為成熟工藝。“但是并非所有芯片設計公司都會選擇最先進的半導體制造工藝。更何況不是所有的芯片都像CPU、GPU那樣需要極高的性能，很多芯片只是能夠實現(xiàn)特定的功能就可以了，28納米依然是一個極具‘性價比’的工藝節(jié)點。”莫大康指出。
聯(lián)電有消息傳出，當前電源管理芯片、顯示驅動芯片、車用電子芯片等產品市場供應吃緊，交貨期持續(xù)拉長的情況下，顯示出這些主力企業(yè)以28納米成熟制程生產的產能嚴重不足。因此，擴產28納米產能成為當前各晶圓廠的重要規(guī)劃之一。臺積電則表示，南京廠擴產并投28nm成熟制程，主要源于目前全球芯片短缺現(xiàn)象已經從車用芯片擴展到包括遠距應用所需的其他芯片領域。
競爭28納米市場是壓力也是動力
近年來，中國大陸芯片廠商在28納米工藝節(jié)點上已經取得一定進展。公開消息顯示，中芯國際在2015年開始進行28納米工藝量產，并于2018年宣布完成28納米 HKMG的研發(fā)。這標志著中國大陸廠商全面實現(xiàn)了28納米的制造工藝。2016年，上海華力12英寸先進工藝生產線項目也舉行了開工儀式。該項目總投資為387億元，將建設一條月產能4萬片的12英寸集成電路芯片生產線。根據規(guī)劃，工藝從28納米起步，最終具備14納米三維工藝的高性能芯片生產能力。2018年底，上海華力與聯(lián)發(fā)科共同宣布：基于上海華力28納米低功耗工藝平臺的一顆無線通信數據處理芯片成功進入量產階段。華為也具備了28納米的量產能力。
那么，中國臺灣地區(qū)廠商此時再次擴產28納米生產線，且部分產能將轉移到中國大陸，是否會對大陸廠商形成競爭壓力呢？
莫大康指出，壓力肯定是會有的，但壓力也是動力。目前，中國大陸半導體自身可以提供的產能仍然嚴重不足。數據顯示，2019年12月中國大陸境內的晶圓產能只占全球的13.9%。如果具體到28納米節(jié)點，全球占比只有4%左右。而全球28納米市場在百億美元左右，臺積電代工產能就占了全球的一半以上，2020年臺積電來自28納米的營收差不多60億美元。中國大陸廠商當前的主要的任務仍然是提升自身實力。
另一方面，半導體競爭力的提升要立足于全產業(yè)鏈實力的提升。目前，中國大陸半導體制造的短板集中在設備與材料領域，包括光刻機和光刻膠等。28納米作為成熟節(jié)點，絕大多數設備和材料也已成熟，關建在于如何盡快推進相關技術在中國大陸落地，打造本地化的28納米生產線。這對中國大陸產業(yè)鏈完善有更為重大的意義，也能助力下游半導體代工制造得到更好更快的發(fā)展。
（文章來源：中國電子報）