2020年1月15日

中芯国际为何能从台积电手里抢走华为14nm订单?背后揭秘

作者 codyhueber

关注半导体产业的台湾《电子时报》(DigiTimes)1 月 13 日报道称,中国大陆芯片代工厂商中芯国际击败台积电,夺得华为旗下芯片企业海思半导体公司的 14 纳米 FinFET 工艺芯片代工订单。

众所周知,台积电是全球芯片代工行业的领导者。此前,海思的 14 纳米订单主要交给台积电在南京的 12 寸晶圆厂生产线完成。该厂投资 30 亿美元,2018 年底投入运营,规划月产能 2 万片。

中芯国际从 2015 年开始研发 14 纳米,目前良品率已经达到 95%。业内人士 13 日透露,海思已经下单中芯国际新出炉的 14 纳米工艺,从台积电南京厂手中成功抢下了订单。

芯片 贵在制造

目前芯片行业公司分为三大类型:IDM,Fabless 和 Foundry。

IDM 是从芯片设计制造到封装测试一条龙全包的公司,比如英特尔。由于投资成本巨大,具有这样能力的公司全世界寥寥无几。

Fabless 就是「无工厂」的意思,它们只做芯片设计,比如 ARM,AMD,高通,苹果,华为海思等。

Foundry,圆晶代工厂,只做芯片代工,比如台积电,中芯国际。

这三类芯片公司其实并没有技术高低水平之分,只是代表着不同的分工。正是有晶圆代工厂,才能让生产芯片的成本大幅度降低,负责设计芯片的公司只要专心负责芯片设计,后续复杂的制造,测试,封装统统交给晶圆代工厂就够了。而在最终制成的角度上看,晶圆制造才是最高端和最复杂的技术,如果没有代工厂们在技术工艺上的不断进步,芯片设计的更新换代就只是空谈。

而每一座晶圆代工厂的建造成本都在百亿美元以上,加上新工艺的研发费用,能高达几百亿美元。比如台积电的 3nm 制程生产线,耗资高达 190 亿美元,其门槛之高,不是一般的公司可以做,甚至都不是一个小国家能投资的起的。

14 纳米大有可为

不久前的 1 月 9 日,中芯国际网站转载《浦东时报》文章作为「官宣」,透露其在上海浦东的中芯南方集成电路制造有限公司(中芯南方厂),去年第三季度成功实现第一代 14 纳米 FinFET 工艺量产。

同时,中芯国际 12 纳米技术也已开始客户导入,下一代技术的研发也稳步开展。中芯国际官方曾披露,12 纳米的工艺比 14 纳米功耗降低 20%、性能提升 10%、错误率降低 20%。

虽然现在已经有 10nm,7nm 制程的芯片量产,甚至 5nm,3nm 也已经在紧锣密鼓的布局当中。但就当今市场来看,14nm 制程承载着市场上绝大多数中高端芯片的制造,特别是工业、汽车、物联网等,拥有庞大的市场空间。从目前产品线来看,14nm 制程主要用于中高端 AP/SoC、GPU、矿机 ASIC、FPGA、汽车半导体等制造。

芯片巨头英特尔在 2019 第四季度才实现 10nm 量产,但 14nm 制程一直是其 CPU 的主流工艺,且产能一直处于满载状态,还要在全球各地的主要晶圆厂扩大 14nm 产能。台积电在业界领航最先进产能,特别是 7nm,但与此同时,其14/16nm 制程依然是营收的主要来源,目前约占总营收的 25%。三星于 2015 年宣布正式量产 14nm FinFET 制程,先后为苹果和高通代工过高端手机处理器,其 14nm 产能市场占有率仅次于英特尔和台积电。

中芯国际选择最主流的 14nm 量产,毫无疑问,就是面向广阔市场进军,为其市场份额的增加以及未来缩小与台积电的距离打好基础

差距和机遇

晶圆代工作为金字塔行业,利润高度集中,台积电占有高端芯片代工 52% 市场份额,三星 17%,中芯国际的市场占有率只有 4.3%。

台积电目前 5nm 工艺良率已经做到 80%,中芯国际才刚开始做 14nm,和台积电依然有两代到三代的差距。

当然,这种差距是可以缩小的,由于目前的芯片架构已经渐渐靠近摩尔定律的极限,在新的基础物理理论和半导体制造技术突破之前,更精细的制造工艺会面临更长的瓶颈期,这给了中国企业时间,它们可以趁此机会积累资金和经验,赶上行业龙头台积电。

另外,现在的外部国际环境给国内芯片行业带来了机会。

有业者认为,台积电无缘华为海思 14 纳米代工大单与美国此前针对华为的禁令有关。根据 12 月份外媒报道,美国计划对华为禁令中的技术限制进一步提升,以全力阻断台积电等非美企业向华为供货。台积电内部评估,7nm 源自美国技术比率不到 10%,仍可继续供货,但 14nm 将受到限制。

台积电由美国公司持股 49%,台积电是在美国股市存托凭证二级 ADR, 必须接受美国证监会的监管,美国所有出口控制相关法律它也必须遵守。

如今有了大陆的 14 nm 生产线,华为海思可以一方面注重将芯片产品转进至 7nm 和 5nm 先进制程,另一方面则把 14nm 芯片转至中芯国际投产,避开美方牵制。基于扶植大陆晶圆代工厂的目标,中芯国际今年势必将扩大国内晶圆代工市场的市占率。

除了美国助攻,5G 物联网时代对芯片需求大增,同样也会加速中国大陆芯片制造业的增长。我们相信中国大陆的芯片制造企业绝不甘于金字塔的底端,正如中芯国际联合首席执行官赵海军所说:中国大陆芯片代工行业将在 2020 年实现复苏

中芯国际为何能从台积电手里抢走华为14nm订单?背后揭秘