「芯觀點」28nm大爆發，大陸何時能徹底攻克這座「堡壘」？

集微網報道，當前的半導體先進製程已經演進到5nm量產階段，但這並不代表成熟工藝已經過時，相反，28nm成熟工藝依舊備受市場「恩寵」。

缺芯、漲價、擴產……近段時間以來，關於28nm的訊息更是層出不窮。在討論火熱的背後無外乎兩個原因，一是市場對28nm旺盛的需求，二是全產業面臨著較大晶圓代工缺口。而與此同時，28nm對於中國半導體產業而言還有著更為特殊的意義，這是一個整個行業必須攻破的高地，也或許將是走向下一個高地的最佳起跳板。

需求旺盛

業內普遍認為，28nm一直被認為是晶片製造的「黃金線」，28nm（含28nm）以上為成熟製程，以下為先進製程。從2010年底臺積電量產算起至今，28nm已經問世10年，但在全球晶圓代工市場上，28nm的產值依然有上百億美元，其中第一大廠臺積電佔了差不多60%的份額，另外一個28nm工藝代工大廠則是聯電。

為何28nm成熟製程需求如此旺盛？從技術層面來看，28nm可以說是最具「高性價比」的製程技術。IBS的資料顯示，28nm之後晶片的成本迅速上升。28nm工藝的成本為0.629億美元，到了7nm和5nm，晶片的成本迅速暴增，5nm將增至4.76億美元。相關資料顯示，28/22nm採用高介電層/金屬閘極(HKMG)，是平面式技術世代中最高階的製程，價格比16/12nm 所採用的 FinFET 技術低廉，可提供客戶兼具效能與成本的最佳解決方案。

圖源：西南證券

從終端產品應用來看，較為成熟的28nm節點主要應用包括中低端手機、平板、機頂盒、路由器等主晶片。據IC Insights《全球晶圓產能2019-2023報告》顯示，至2019年底，28nm以下工藝製程的產能將佔IC行業總產能的49%，換句話說，28nm及以上，仍有50%的份額。在智慧駕駛、萬物聯網的趨勢下，需要更多的IC，但也不必用到7nm、5nm生產，用28nm製程即可滿足大部分的需求。

反觀國內市場，28nm晶片在我國市場需求同樣巨大，中國每年都有高達3000億美元的晶片進口，2020年更是攀升至3800億美元。這其中，絕大部分都並非製程工藝最先進的晶片。也就是說，在汽車、絕大多數電子裝置上，22nm、28nm、90nm甚至100nm以上的製程工藝的晶片，都有大量使用。這意味著一旦完全掌握28nm晶片製造技術，我們很大程度上就能滿足國內發展所需。

除此之外，近些年來，全球主要晶圓代工廠以加碼先進製程為主，但新冠疫情帶來的的居家辦公、線上教育等需求，讓採用成熟製程的電源管理晶片、顯示面板驅動晶片等訂單激增，也讓這方面的產能持續趨緊。

業內知名分析師陳明（化名）指出，「此番28nm等成熟製程成為缺貨重災區，首先是需求端應用的增加，包括TWS、OLED驅動晶片、智慧家電晶片、WiFi晶片都在轉向成熟製程。而當前能做28nm代工的也只有臺積電、聯電、中芯國際等為數不多的幾家晶圓廠。」

陳明進一步指出，雖然有很多原本採用28nm製程的產品開始轉向14nm，但與此同時，也有很多更低製程的產品轉向28nm，據他了解，國內某知名WiFi大廠，原有WiFi產品大多采用40nm製程，現在也開始轉向28nm製程。

總體來看，28nm的大爆發，既得益於其自身技術和價格優勢，更多的還在於市場需求的加持。

代工廠全線出擊

顯然，在旺盛的市場需求下，幾大晶圓代工廠的產能已遠遠不能滿足。此前資料也顯示，臺積電28nm產能在去年四季度已經滿載，聯電的28nm產能也持續吃緊。其中，在聯電的部分，僅來自三星的手機影像處理器(ISP) 的需求，每月達到2萬片28nm晶圓的數量。因此，擴產28nm產能成為當前各個晶圓廠的重要規劃之一。

去年年底，聯電就有對廈門聯芯28nm進行擴產。今年4月，臺積電和聯電相繼宣佈擴產28nm。臺積電方面，核准 28.87 億美元資本預算，預計在南京廠建置月產 4 萬片的 28nm 產能。聯電則宣佈投資約百億元人民幣，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的 12英寸廠Fab 12A P6廠區的28nm產能。

大陸方面，去年底，中芯國際宣佈攜手大基金二期和亦莊國投投資497億元建一座新的12英寸晶圓廠，聚焦28nm等成熟工藝，一期項目每月產能約10萬片12英寸晶圓；今年3月，中芯國際又宣佈攜手深圳政府擬投資23.5億美元，擴產4萬片12英寸28nm產能。

在各大代工廠全線出擊下，28nm需求緊缺的情況是否可以得到儘快緩解？上述分析師陳明認為：「明年28nm的產能供應會有所緩解，但估計要等到2023年產能大幅開出，屆時供不應求的情況才能夠完全緩解，甚至於還會供過於求。」

而由此，我們也需要思考一個問題：在各大代工廠開足火力加碼28nm產線的時候，未來是否會面臨產能過剩的問題。

在3月底，臺積電董事長劉德音談到全球晶片產能短缺時，他就提到，晶片產能短缺主要有新冠肺炎疫情、貿易爭端、數字化轉型等原因，但總體來看，全球晶片的整體產能仍大於需求，像現在產能很短缺的28nm，全球產能仍大於實際需求，只是因為新冠肺炎疫情或貿易紛爭而造成供給吃緊。劉德音認為：「不確定性及市佔率改變的時候，一定會有超額訂購及重複下單情況。」可以預見的是，當產能不足時，各大代工廠將能夠從中分食，而一旦產能過剩出現時，激烈競爭將在所難免，但大陸半導體廠商將優先獲得「國產化」光環護體。

大陸何時能攻克28nm這座「堡壘」？

在愈演愈烈的市場需求下，28nm技術實現國產自主就顯得尤為迫切。此前集微網就已分析，美國對中國半導體的種種政策背後，其真實意圖或是要「卡位」中國28nm以下先進工藝。賽迪顧問積體電路產業研究中心負責人滕冉博士也曾表示：「目前我國向中高階邁進的需求非常迫切，一旦完全掌握了28nm技術，就意味著市場上絕大部分的晶片需求，我們都不會被卡脖子了。」

因此，無論從市場角度還是國家戰略層面來看，28nm都是大陸必須儘早攻克的晶圓代工「堡壘」。

首先，大陸晶圓廠要拿下這座「堡壘」，就得面對臺積電、三星、聯電、格芯、英特爾等業內「攔路虎」。尤其是近日爭論比較大的臺積電南京28nm生產線，有聲音認為，該條生產線將使大陸晶片代工企業不得不面臨臺積電的直接競爭。參考當年三星擠兌京東方的案例，處於技術驗證、持續投資階段的大陸代工廠將很難直面這一競爭。

圖源：國元證券研究中心

然而，即便如此，大陸的28nm攻關也必須繼續向前推進，此前分析機構Strategyanalytics報道稱，中國大陸的目標是從28nm CMOS節點開始，實現半導體生產的自給自足，CMOS節點是積體電路（IC）使用最廣泛的製造節點或特徵尺寸。大陸可以通過在此節點製造IC來滿足其大部分半導體需求，而且該計劃似乎可以成功。

回到國內28nm產業鏈的發展上看，當前國內產業鏈在28nm工藝節點實現去美化生產已經逐漸接近成熟。當前國內擁有28nm及以下晶圓廠的企業包括中芯國際、上海華力微、合肥長鑫等，目前國產裝置可進入28nm及以下晶圓製造產線的廠商包括華海清科、瀋陽拓荊、盛美半導體、北方華創、中微公司等。總的來看，當前，除了光刻機，絕大多數裝置和材料在28nm這個節點上基本已不存在技術問題，基本上都可以在28nm做到國產化。值得注意的是，國產28nm工藝節點光刻機也剛好在十三五規劃中，按照時間點要在2020年研發完成，剛好可以在2021年上產線驗證。

與此同時，國內對於晶片產業的重視程度與日俱增，政策扶持力度也不斷加碼。2014 年 9 月，國家大基金第一期成立，募集資金達 1,387 億人民幣，投資佈局以半導體制造為主，佔比重約為 67%。2019年10月，大基金二期浮出水面，將對包括蝕刻機、薄膜裝置、測試裝置、清洗裝置等領域已有佈局的企業提供大力且長期的支援，推動領域龍頭做大市場地位，形成系列化、成套化裝置產品。此外，國家最新政策大力支援28納米及14納米晶片製造業發展。與原有政策相比，國務院在2020年8月4日釋出的新政策《關於印發新時期促進積體電路產業和軟體產業高質量發展若干政策的通知》，加大了對28納米及以下製程項目、企業的政策優惠，並加大了對28納米及以下的晶圓廠、企業稅費優惠的支援力度。

目前，28nm國產化計劃主要面臨著國產裝置的驗證問題。大陸的代工廠之所以發展速度不快，其中一個原因就是缺少客戶和他們共同走完這個試錯和升級流程。半導體專家莫大康曾撰文指出要給本土半導體裝置廠商試錯的機會，「半導體裝置的研製過程一定從樣機，經過多次的改型，才逐漸成為產品銷售。對於任何新的產品，試錯過程是必須的，而試錯的過程就是要及時發現問題，經過多次改型後，達到裝置的出廠要求。」他提到。當前，在中美兩國緊張的國際關係之下，國外技術管制越發嚴苛，中國半導體發展舉步維艱，但好的一面是這也使得國內製造產線本土化配套意願提升，國產裝置工藝驗證週期大幅提速。

結語：Strategyanalytics去年11月的報道就曾指出，中國大陸將在兩年左右的時間內實現其在28nm節點上的獨立自主的目標，這應該可以確保中國大陸電子行業的客戶。按此預估，大陸實現28nm自主的目標已不再遙遠。28nm這門現實生意，大陸可期。

（校對/holly）