10納米以下工藝必定量產(chǎn)，28納米將成為長(zhǎng)壽命節(jié)點(diǎn)

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2015 年，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)除了出現(xiàn)了史無前例的大并購(gòu)，晶圓產(chǎn)能加速向中國(guó)大陸聚集也是一個(gè)值得關(guān)注的趨勢(shì)。2015 年 3 月，聯(lián)電在廈門的十二吋晶圓廠開始動(dòng)工；2015 年 10 月，力晶在合肥的十二吋晶圓廠開始動(dòng)工；2015 年 12 月，有消息稱臺(tái)積電將在南京新建一座 12 吋廠，工藝為 16 納米（nm），計(jì)劃 2018 年投產(chǎn)。規(guī)劃產(chǎn)能像炮彈一樣傾瀉到大陸腹地，以至于麥肯錫在一份報(bào)告中預(yù)計(jì)，從現(xiàn)在到 2025 年全球新增產(chǎn)能全部在中國(guó)境內(nèi)。

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)沒有地域性，為何晶圓廠新增產(chǎn)能大部分瞄準(zhǔn)中國(guó)大陸？
“輕薄短小是半導(dǎo)體這個(gè)行業(yè)的特色，全球半導(dǎo)體行業(yè)并沒有什么地域性，我們幾乎每一片 wafer（晶圓片）都要坐飛機(jī)。因?yàn)榫A片很輕很薄，運(yùn)輸并不麻煩。到底在哪里生產(chǎn)的對(duì)于我們絕大部分客戶都不是這么在意，關(guān)鍵是要做得質(zhì)量好、成本低、性能好。”臺(tái)積電中國(guó)業(yè)務(wù)發(fā)展副總經(jīng)理羅鎮(zhèn)球說道。

臺(tái)積電中國(guó)業(yè)務(wù)發(fā)展副總經(jīng)理羅鎮(zhèn)球

“最近很多人問我們，大陸新增這么多晶圓廠，對(duì)于中芯國(guó)際會(huì)有什么沖擊？我的回應(yīng)都是一樣的，半導(dǎo)體本來就是一個(gè)全球化的產(chǎn)業(yè)，不管在哪里建廠，都沒有問題，不會(huì)對(duì)市場(chǎng)造成決定性的影響?！敝行緡?guó)際市場(chǎng)營(yíng)銷資深副總裁許天燊說道?！拔覀円恢睆?qiáng)調(diào)中國(guó)市場(chǎng)最大的機(jī)會(huì)，而本地化對(duì)該市場(chǎng)的客戶是非常重要的一環(huán)，如今大家把目光聚焦在中國(guó)大陸，證明了我們的判斷”

臺(tái)積電與中芯國(guó)際對(duì)于未來新增產(chǎn)能落在哪里都表現(xiàn)出開放的姿態(tài)，那么“夾在中間”的聯(lián)電又是怎么樣想的呢？“廈門這個(gè)廠目前規(guī)劃產(chǎn)能是 5 萬(wàn)片，因?yàn)楫?dāng)時(shí)是有足夠的面積建廠的空間，所以第一座廠就是五萬(wàn)片。第一階段可以從 2 萬(wàn) 5000 片開始，我們先從 40 納米切入，如果中國(guó)臺(tái)灣廠進(jìn)入 14 納米以后，廈門廠就會(huì)開始生產(chǎn) 28 納米產(chǎn)品。”聯(lián)華電子亞太暨歐洲銷售資深副總經(jīng)理徐建華先是一板一眼地介紹了聯(lián)電廈門工廠的計(jì)劃。

“大家主要考量的是大陸未來半導(dǎo)體市場(chǎng)的成長(zhǎng)商機(jī)，”當(dāng)被問到臺(tái)積電南京建廠的影響時(shí)，徐建華直言不諱。他表示根據(jù)臺(tái)積電的日程，2018 年投產(chǎn)的南京工廠使用 16 納米工藝，在大陸地區(qū)基本上不會(huì)遇到太多競(jìng)爭(zhēng)，聯(lián)電廈門工廠將專注于 40 納米與 28 納米，與臺(tái)積電進(jìn)行差異化競(jìng)爭(zhēng)。

雖然地域性對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)沒有決定性作用，但是人才有地域性，市場(chǎng)配套有地域性。與非網(wǎng)分析師王樹一認(rèn)為，大陸作為全球最大集成電路應(yīng)用市場(chǎng)，已經(jīng)具備吸引半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈資源圍繞自己來建設(shè)的資本。用華登國(guó)際董事總經(jīng)理黃慶的話說就是，“中國(guó)就是主戰(zhàn)場(chǎng)，贏了中國(guó)才能夠贏世界。”

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設(shè)計(jì)業(yè)遇到大麻煩了嗎？
根據(jù) IC Insights 的數(shù)據(jù)，2015 年 IC 設(shè)計(jì)業(yè)增速將史上第二次低于整合元件制造商（IDM）的增長(zhǎng)率，上一次設(shè)計(jì)公司增長(zhǎng)率低于 IDM 還是在 2010 年，當(dāng)年存儲(chǔ)器需求與價(jià)格均大幅上漲導(dǎo)致 IDM 整體增長(zhǎng)率第一次超越設(shè)計(jì)公司整體增長(zhǎng)率。這一次，沒有存儲(chǔ)器需求突變的影響，設(shè)計(jì)公司是不是真正遇到大麻煩了呢？

2015 年設(shè)計(jì)業(yè)或?qū)⑹飞系诙卧鏊傩∮?IDM

“設(shè)計(jì)業(yè)長(zhǎng)期來看還是會(huì)比 IDM 發(fā)展快。固定投資都讓代工廠做完了，因此設(shè)計(jì)業(yè)投資門檻很低，無晶圓（Fabless，即 IC 設(shè)計(jì)業(yè)）模式是非常好的商業(yè)模式，在鼓勵(lì)創(chuàng)新與激發(fā)創(chuàng)意方面更有優(yōu)勢(shì)?！绷_鎮(zhèn)球認(rèn)為設(shè)計(jì)業(yè)的狀況并沒有看到的那么困難，原因之一是因?yàn)楝F(xiàn)在以華為與蘋果為代表的系統(tǒng)設(shè)計(jì)公司（system fabless）的興盛，會(huì)導(dǎo)致市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)對(duì)于設(shè)計(jì)業(yè)的統(tǒng)計(jì)偏低。雖然 IC Insights 里面統(tǒng)計(jì)了海思與蘋果（只統(tǒng)計(jì)了蘋果由臺(tái)積電代工部分的營(yíng)收，蘋果由三星代工的出貨量被統(tǒng)計(jì)在三星的營(yíng)收里面）的營(yíng)收，但由于“系統(tǒng)設(shè)計(jì)子公司會(huì)與系統(tǒng)母公司進(jìn)行內(nèi)部交易，交易額或者交易數(shù)量不能通過外部的報(bào)表或者財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)充分顯示出來”。

“整體來講，設(shè)計(jì)公司的活力遠(yuǎn)勝于 IDM，只是有些產(chǎn)品線上下起伏比較大一點(diǎn)，對(duì)于整體營(yíng)收造成一些影響?！?不過羅鎮(zhèn)球也認(rèn)同現(xiàn)在集成電路全行業(yè)出現(xiàn)低潮，“智能手機(jī)的成長(zhǎng)不像過去四五年那么高，再加上物聯(lián)網(wǎng)、汽車電子與云計(jì)算的產(chǎn)品還沒有接上來， 原來的產(chǎn)品沖力不夠，后面的產(chǎn)品還沒有接上。所以明年就算有成長(zhǎng)，也不會(huì)太樂觀?！?/p>

“‘天下大勢(shì)合久必分，分久必合’，這句話在半導(dǎo)體行業(yè)中亦能體驗(yàn)。無晶圓模式開啟以來，過去的很多 IDM 公司模式轉(zhuǎn)型為設(shè)計(jì)公司。最近以來，特別是今年發(fā)生了很多的收購(gòu)合并案，IDM 和無晶圓設(shè)計(jì)公司之間的區(qū)分界線已經(jīng)越來越模糊?！痹S天燊說道，他認(rèn)為現(xiàn)在整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)正在經(jīng)歷一次根本的變革，“這種格局巨變無所謂好壞，重點(diǎn)是作為企業(yè)怎么樣面對(duì)這樣的變化，如果墨守成規(guī)肯定不行，必須要通過改變和創(chuàng)新基本的商業(yè)模式來適應(yīng)新狀況。今年半導(dǎo)體行業(yè)的并購(gòu)金額至今已超過 1000 億美元，但是大都是水平方向式的并購(gòu)，也就是類似的公司之間相互并購(gòu)，產(chǎn)業(yè)鏈上下游之間的整合相對(duì)比較少。相反地，這種上下游整合或合作模式在系統(tǒng)及模組公司卻比較明顯。今年六月，中芯國(guó)際宣布與 imec（世界著名半導(dǎo)體材料工藝硏發(fā)單位）、高通（全球最大 IC 設(shè)計(jì)公司）和華為（全球通訊系統(tǒng)設(shè)備領(lǐng)導(dǎo)廠商）達(dá)成四方合作協(xié)議，共同成立了中芯國(guó)際新技術(shù)研發(fā)公司，一起面向 14 納米及以下的 FinFET 工藝為量產(chǎn)而做研發(fā)。通過這樣上下游通力合作的模式，既可以加快中芯國(guó)際的研發(fā)速度，也可以縮短我們合作伙伴的產(chǎn)品上市時(shí)間，少走彎路。這是我們對(duì)新商業(yè)模式的一種嘗試?！?/p>

中芯國(guó)際市場(chǎng)銷售資深副總裁許天燊

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與非網(wǎng)分析師王樹一認(rèn)為，相對(duì)國(guó)際上設(shè)計(jì)業(yè)增速放緩，中國(guó)大陸的設(shè)計(jì)業(yè)從增速來看依然健康，但是值得注意的隱憂至少還有兩點(diǎn)。首先是行業(yè)集中度問題，相比硅谷或中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)，大陸設(shè)計(jì)業(yè)的行業(yè)集中度過低，在低端市場(chǎng)上耗費(fèi)了大量人力物力，造成了產(chǎn)業(yè)資源浪費(fèi)。在羅鎮(zhèn)球?qū)Υ爽F(xiàn)象就頗為著急（詳見本次年會(huì)報(bào)道綜述篇），“公司合并以后，人和資金會(huì)變得比較完整，新公司能夠切入尖端產(chǎn)品的概率，能夠做高毛利產(chǎn)品的概率，都會(huì)高很多?！?/p>

其次是伴隨關(guān)注度提升而帶來的浮夸風(fēng)加劇。每個(gè)行業(yè)或許都或多或少存在浮夸風(fēng)，但伴隨集成電路產(chǎn)業(yè)上升到國(guó)家戰(zhàn)略的高度，越來越多的資本開始關(guān)注半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)以來，整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)（不單純是設(shè)計(jì)業(yè)）的浮夸風(fēng)有加劇的趨勢(shì)。把商業(yè)計(jì)劃書做得天花亂墜去忽悠地方政府的有之，在營(yíng)業(yè)數(shù)字上造假以騙取財(cái)政支持的有之，在其他行業(yè)已經(jīng)經(jīng)歷過的融資金額夸大自然也免不了。對(duì)此現(xiàn)象我只有一句話：如今的大好局面來之不易，局中諸君千萬(wàn)珍惜。

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10 納米以下工藝必須量產(chǎn)
隨著工藝尺寸不斷向物理極限逼近，半導(dǎo)體新工藝開發(fā)的成本越來越高，而且整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈每個(gè)環(huán)節(jié)的成本都在上升，從設(shè)備到制造到設(shè)計(jì)。根據(jù) Gartner 的估算，設(shè)計(jì)公司開發(fā)一款 14 納米工藝的芯片，成本在 2 億美元左右。這樣的開發(fā)成本使得多數(shù)設(shè)計(jì)公司望而卻步，即使是全球前十大設(shè)計(jì)公司，也不能像以前用 28 納米以上的工藝一樣，一年同時(shí)開發(fā)幾顆 14/16 納米工藝的芯片。

那么工藝尺寸繼續(xù)縮小，除了要克服技術(shù)實(shí)現(xiàn)的挑戰(zhàn)，硅工藝在 10 納米以下的經(jīng)濟(jì)成本還有多少設(shè)計(jì)公司可以支撐？10 納米以下的工藝能夠進(jìn)入大規(guī)模量產(chǎn)嗎？

“我的答案是，無論是 10 納米、7 納米還是 5 納米工藝，必須大批量生產(chǎn)，”羅鎮(zhèn)球無比肯定地說，“除了 28 納米,?我相信 16 納米,7 納米,甚至 5 納米都會(huì)是壽命很長(zhǎng)的節(jié)點(diǎn), 在可以預(yù)見的未來,產(chǎn)品還是會(huì)持續(xù)往先進(jìn)工藝推進(jìn),?以享受性能,功耗和高集成度的優(yōu)勢(shì),?可是考量使用新工藝的研發(fā)投入較以往增加,?勢(shì)必會(huì)將每個(gè)節(jié)點(diǎn)都發(fā)揮最大效益,?開發(fā)較多的產(chǎn)品,?這同時(shí)也就延長(zhǎng)了每個(gè)工藝節(jié)點(diǎn)的壽命。”羅鎮(zhèn)球認(rèn)為由于先期支出太大，將來只有兩類的產(chǎn)品會(huì)使用最先進(jìn)的工藝，一種是出貨量特別大的產(chǎn)品，另外一種是追求性能的產(chǎn)品?！耙苿?dòng)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品肯定會(huì)選擇最先進(jìn)工藝，汽車電子可能也會(huì)有這種需要，包括云服務(wù)；另外就是追求性能的產(chǎn)品，服務(wù)器必須跟隨最先進(jìn)工藝，CPU 與圖像處理芯片也肯定會(huì)往前走?！?/p>

聯(lián)華電子亞太暨歐洲銷售資深副總經(jīng)理徐建華

徐建華也認(rèn)同臺(tái)積電的看法，“（10 納米以下工藝）還是會(huì)進(jìn)入量產(chǎn)，總會(huì)有客戶承受得起先進(jìn)工藝的開發(fā)成本，但這樣的客戶會(huì)越來越少?！彼J(rèn)為開發(fā)成本過高以后，將會(huì)導(dǎo)致摩爾定律放緩，“設(shè)計(jì)公司的開發(fā)成本需要大量的客戶采用才能夠攤銷，如果不能攤銷，開發(fā)成本會(huì)轉(zhuǎn)嫁到客戶產(chǎn)品上。如果最終只能以少量的產(chǎn)品來攤銷大量的開發(fā)成本，那么設(shè)計(jì)公司就會(huì)考慮放棄或者推遲采用新工藝，這樣就會(huì)使得摩爾定律速度放慢?！?/p>

據(jù) Gartner 的消息，目前 10 納米或者 7 納米工藝開發(fā)上，設(shè)備、晶圓廠與 EDA 工具廠商的進(jìn)度都很快，最快 2016 年底即可以實(shí)現(xiàn)試量產(chǎn)。但是三星與臺(tái)積電在重點(diǎn)發(fā)展 10 納米工藝還是 7 納米工藝方面產(chǎn)生了分歧，臺(tái)積電更側(cè)重 7 納米工藝，可能會(huì)越過 10 納米節(jié)點(diǎn)，而三星則認(rèn)為 10 納米工藝將與 14 納米工藝一樣，成為主流節(jié)點(diǎn)。臺(tái)積電將越過 10 納米工藝這一點(diǎn)，我也從其他半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈廠商處得到印證。

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28 納米將成為長(zhǎng)壽命節(jié)點(diǎn)
雖然臺(tái)積電在先進(jìn)制程推進(jìn)上的速度依然不見放慢的跡象，但設(shè)計(jì)公司追工藝的腳步確確實(shí)實(shí)有點(diǎn)跟不上了。尤其對(duì)于內(nèi)地大多數(shù)設(shè)計(jì)公司而言，談 10 納米工藝或者 10 納米以下工藝過于遙遠(yuǎn)，那么成熟工藝?yán)锩?，設(shè)計(jì)公司應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注哪些節(jié)點(diǎn)呢？

“12 吋晶圓有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)會(huì)比較壽命長(zhǎng)，一個(gè)是 55 納米 /65 納米，另外一個(gè)就是 28 納米。28 甚至?xí)?55/65 有更好的前景，壽命更長(zhǎng)。”徐建華非?？春?28 納米成為長(zhǎng)壽命節(jié)點(diǎn)，“不管是設(shè)計(jì)公司的設(shè)計(jì)開發(fā)，還是代工廠的產(chǎn)線建設(shè)，14 納米 /16 納米或者 10 納米 /7 納米這種工藝，成本都非常高。這些先期支出會(huì)分?jǐn)偟矫恳粋€(gè)終端產(chǎn)品當(dāng)中去。有人認(rèn)為摩爾定律變慢是因?yàn)榧夹g(shù)問題，但是我認(rèn)為摩爾定律變慢是因?yàn)榻?jīng)濟(jì)問題。因?yàn)檫@樣的成本結(jié)構(gòu)，會(huì)使得要使用這些先進(jìn)節(jié)點(diǎn)的公司數(shù)量減少，多數(shù)設(shè)計(jì)公司的產(chǎn)能需求會(huì)比較長(zhǎng)時(shí)間停留在 28 納米這個(gè)節(jié)點(diǎn)上。55 納米 /65 納米生命比較長(zhǎng)則是因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)的應(yīng)用，因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)對(duì)于性能要求相對(duì)不高，主要是低功耗，而且工藝都比較特殊，許多的需求大概 55 或者 40 工藝就可滿足了?！?/p>

中芯國(guó)際在聯(lián)合 imec、高通和華為成立合資公司，共同開發(fā) 14 納米 FinFET 技術(shù)之時(shí)，28 納米工藝也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)。2015 年 8 月，中芯國(guó)際宣布采用其 28 納米工藝制程的高通驍龍 410 處理器已經(jīng)成功應(yīng)用于主流智能手機(jī)?，F(xiàn)在全球前四大純晶圓代工廠均具備了量產(chǎn) 28 納米工藝的能力，高通之后，市場(chǎng)傳聞聯(lián)發(fā)科也將在中芯國(guó)際進(jìn)行 28 納米的流片，但許天燊以屬于客戶機(jī)密為由，未對(duì)該傳聞?dòng)枰宰C實(shí)。

不過他表示，除了高通，目前在與中芯國(guó)際 28 納米工藝上進(jìn)行合作的廠商為數(shù)不少。“今年跟高通小規(guī)模的量產(chǎn)，我們的產(chǎn)能還是比較缺。希望明年在北京二廠的產(chǎn)能會(huì)比較快地起來，估計(jì)明年年底，28 納米的收入應(yīng)該會(huì)占到 10%左右。”

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未來，誰(shuí)來挑戰(zhàn)臺(tái)積電的地位？
雖然張忠謀曾言窗外看不到威脅，目前純代工市場(chǎng)臺(tái)積電也是一覽眾山小的態(tài)勢(shì)，但晶圓代工格局并非就會(huì)一直按這樣的秩序走下去。本來最有機(jī)會(huì)挑戰(zhàn)臺(tái)積電的是格羅方德（GlobalFoundries），無論是技術(shù)儲(chǔ)備，還是資本支出方面，格羅方德均可以與臺(tái)積電掰一掰手腕，尤其是在收購(gòu)了 IBM 微電子以后。 不過格羅方德最大的問題可能是執(zhí)行力不夠，根據(jù)羅鎮(zhèn)球的說法，對(duì)于晶圓制造這個(gè)智力密集、資本密集的行業(yè)，“事權(quán)與決定權(quán)要非常統(tǒng)一才能做得好”，但從格羅方德的歷史來看，還未證明過其執(zhí)行力靠得住。

六年數(shù)據(jù)對(duì)比，晶圓代工廠的資本支出占比由 21%提升到 25%
其他廠商的資本支出占比從 39%下降到 19%

集成電路上升為國(guó)家戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)以后，中芯國(guó)際在四大純代工廠中成為最接近臺(tái)積電的可能性大大增加。如果臺(tái)積電南京工廠計(jì)劃未被批準(zhǔn)，接下來中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)政策更趨保守的話，七八年以后，中芯國(guó)際具有直接與臺(tái)積電叫板的實(shí)力也并非不可能。

伴隨傳統(tǒng) IDM 廠商越來越輕制造化，工藝多元化是晶圓代工廠的必由之路

當(dāng)然，更現(xiàn)實(shí)一點(diǎn)來講，對(duì)于其他三大代工廠，在先進(jìn)工藝上還無法與臺(tái)積電抗衡時(shí)，工藝多元化或是取得相對(duì)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的途徑之一。隨著英特爾、三星及存儲(chǔ)器廠商之外的 IDM 資本支出越來越少，可以預(yù)見傳統(tǒng) IDM 廠商在輕制造的路上會(huì)越走越遠(yuǎn)，雖然模擬、射頻等特殊工藝肯定是它們最后放棄的工藝，但只要代工廠在特殊工藝制程上面足夠努力，會(huì)有越來越多的模擬、射頻公司走向無晶圓模式。

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