虽然中芯称暂时用不到EUV光刻机,在中国内地

日期:2020-07-10 13:37:12 来源:互联网 编辑:小优 阅读人数:382

虽然中芯称暂时用不到EUV光刻机,在中国内地(图1)

在中国内地,中芯国际简称“中芯”是规模最大、技术实力领先的晶圆代工制造商。业界对于中芯更是寄予了厚望,中芯加大研发投入,不断提升制程工艺,今后可以为中国及海外客户提供更好的芯片代工服务。与台积电、三星电子相比,虽然中芯的工艺节点仍然落后于友商数年,但中芯拥有着一个十分明显的优势就是,中芯背靠着庞大的本土市场。

而今,中芯宣布在科创板上市发行价为每股27.46元,本次发行预估可募集超过500亿元,将成为科创板史上、A股近10年来规模最大的IPO计划,同时将可能成为2020年全球最大的股票发行交易案。此次,共有29家重量级的战略投资者,合计投资金额242.61亿元;另有多家半导体企业间接参与了中芯在科创板的战略配售计划,覆盖设备、原材料供应商和芯片设计客户等。外界很容易感觉到,业界给予中芯支持的力度之大。

据中芯此前为登陆科创板发布的招股说明书显示,中国芯片产业正面临三大不足,其中之一就是,高端专业人才不足最让人忧心。由此从侧面表明,对于中国本土半导体行业,中芯看得非常明白,并且很清楚今后努力的方向在哪里。首先,中国内地集成电路企业在顶尖技术积累方面与业界龙头企业存在一定差距,对此不再多说。其次,集成电路晶圆代工行业属于技术和人才密集型行业。中国内地因产业发展起步晚,导致经验丰富的集成电路高端人才稀缺。尽管近年来国家对高端专业人才的培养力度逐步加大,但人才匮乏的情况依然存在,已成为当前制约行业发展的主要因素。第三,集成电路行业,尤其是集成电路晶圆代工行业,从前期设备的投入,工艺的研发到人才梯队的培养,都需要大量的资金投入。对于动辄数十亿甚至上百亿美元生产线的投入,大多数企业的资金实力无法满足大规模扩产的需求。

从2017年、2018年到2019年,中芯的员工总数依次为17728人、17671人和15795人,连续三年递减。需要指出的是,研发人员数量则保持连续三年递增。单就2019年而言,按职能划分,中芯拥有生产员工11205人,研发人员2530人,人员193人,人员1867人;按学历层次划分,博士281人、硕士2961人,本科5027人,大专及以下学历7526人(在15795人中占比47.65%)再按年龄层次划分,30岁以下8901人,31至40岁5437人,41至50岁1180人,50岁以上277人。

中芯当前首要的目标,不仅要加快先进制程的量产,还要提升先进制程在营收中的比重。而14nm及以下先进工艺,当是中芯为提升市场竞争力必须重点发力的方向。据业内称,中芯对先进工艺的布局,大致可以分三个阶段。第一阶段是利用FinFET工艺技术打造14nm芯片,目前已在量产并已创收;第二阶段则是12nm工艺技术,用以强化第一代FinFET技术;第三阶段,则是第二代FinFET工艺,暂定为N+1和N+2工艺技术。一般认为,中芯暂定的N+1和N+2工艺,分别对应于7nm工艺的低功耗低成本版和7nm工艺的高性能版。

中芯联席CEO梁孟松先前就曾明确表示,中芯暂不计划在N+1和N+2工艺上引入EUV光刻机,要等到设备就绪以后,N+2工艺才会转而用EUV光刻设备。在7月6日的IPO路演说明会上,中芯董事长兼执行董事周子学称,中芯目前量产及主要在研的项目,暂时还用不到EUV光刻设备。此说法恰好反映了,中芯试图另辟蹊径,即便无法获得全球领先的EUV光刻机设备,在最差的情况下,中芯依然可以持续提升工艺。

虽然中芯称暂时用不到EUV光刻机,在中国内地(图2)

按业内说法,晶圆厂量产7nm工艺,不是非得用到EUV光刻机。台积电的第一代7nm工艺其实用的是DUV+多重曝光的技术实现的。所谓多重曝光,简单来说就是,上一次曝光留下的介质层是下一次曝光遮挡层的一部分,曝光次数越多,光罩成本越高,反复刻蚀良率越不好控制。EUV光刻机主要为7nm以下工艺准备,包括5nm、3nm。用EUV光刻机来做7nm,主要是出于成本和良率的考虑,而非必须要用EUV光刻机才能投产7nm工艺。

虽然中芯称暂时用不到EUV光刻机,在中国内地(图3)

再有,14nm工艺才是半导体制造领域真正的中坚力量。在当前的晶圆代工行业中,领先的工艺已经触及5nm及以下节点,但14nm仍有非常大的机会。在全球半导体市场中,28nm制程其实已经产能过剩,7nm制程基本只用于智能手机和个人电脑等小范围的尖端设备,居于两者之间的14nm制程工艺才是真正的中坚力量,承载着市场上绝大多数中、高端芯片的制造。特别是在工业、汽车、物联网等行业,有着十分庞大的市场空间。从产品线的角度,包括中、高端AP/SoC、GPU、矿机ASIC、FPGA汽车半导体等产品。按照中芯的规划,14nm工艺的产能将随着中芯南方12英寸晶圆厂的投产而提升。

还有一点值得注意的是,有网友提问,假如中芯研发7nm工艺,并且建一座月产3万片左右的7nm晶圆工厂,大概需要花费多少钱?可以肯定的说,中芯需要投入的资金规模必然不是个小数目,可以对照台积电做参考。从前期投入到正式量产,台积电在7nm工艺上投入的研发费用估计不少于30亿美元;仅建设一座月产2万至3万片的晶圆工厂,投资金额超100亿美元。此后的5nm、3nm和2nm制程,对资金投入的规模只会更高。另外、台积电每年的资本支出也在不断提升,到2020年,台积电的资本开支创下150~160亿美元的新高。而且,台积电之所以敢大胆砸钱开展先进制程研发,建设先进制程工厂,有个很重要的原因在于,台积电从7nm以下就跟华为、苹果等大客户开展密切合作,从大客户那里事先获得订单和产能承诺。也就是说,台积电提前就知道了订单规模和经营获利,且华为、苹果能够率先导入工艺。台积电是绝对不会先把先进制程产线建好,而后再去市场上努力寻找客户来下单。正因如此,像联电、格芯在实力上本来不落后于中芯的代工厂都只能对7nm以下工艺望而止步。要想能玩的起7nm以下先进制程,自身最好拥有足够多的资金、领先的工艺和稳定的客户订单等条件。

当然,需要指出的是,按照梁孟松规划的工艺蓝图一路走下去,中芯对ASML的EUV光刻机应该有着必然的需求。而且,在日前发布的报告中,高盛预测了中芯的技术升级路线图,推测中芯将于2022年达到7nm工艺,2024年走到5nm工艺。若高盛的预测最终成真,那么就等于说中芯在未来有望导入EUV光刻机?

虽然中芯称暂时用不到EUV光刻机,但未来会不会、能不能导入EUV光刻机,恐怕还难以下定论。

本文相关词条概念解析:

工艺

工艺(Craft)是劳动者利用生产工具对各种原材料、半成品进行增值加工或处理,最终使之成为制成品的方法与过程。工艺的范围广泛,品种繁多,通常有两种分类方法,一种是将它分为日用工艺和陈设工艺两大类,另一种是从制作特点和艺术形态的角度,将工艺分为传统工艺、现代工艺、装潢美术、民间工艺四大类。制定工艺的原则是:技术上的先进和经济上的合理。就某一产品而言,工艺并不是唯一的,而且没有好坏之分,这种不确定性和不唯一性,和现代工业的其他元素有较大的不同,反而类似艺术,所以有人将工艺解释为“做工的艺术”。

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