業(yè)內(nèi)看好臺積電領(lǐng)先三星和英特爾率先推出2nm制程

臺積電現(xiàn)在是全球最先進(jìn)的芯片制造廠商，在未來很長時間，臺積電都將保持這種領(lǐng)先優(yōu)勢。與此同時，中國大陸芯片制造業(yè)卻內(nèi)憂外患，我們何時才能擁有“芯片自由”呢？

不久前臺積電召開發(fā)布會，宣稱將于2025年量產(chǎn)2nm制程。如今有外媒報道稱，臺積電先進(jìn)制程進(jìn)展十分順利，業(yè)內(nèi)看好臺積電領(lǐng)先三星和英特爾率先推出2nm制程。

臺積電3nm工藝已經(jīng)確定在今年下半年量產(chǎn)，升級版3nm（N3E）制程計劃明年下半年量產(chǎn)，2nm預(yù)計在2025年量產(chǎn)。

臺積電2nm制程工藝將首次采用納米片架構(gòu)，將會比明年量產(chǎn)的N3E制程帶來更高的能效比，相同功耗下，2nm芯片頻率可提升10%至15%。在相同頻率下，功耗降低25%至30%。

臺積電2nm制程又將領(lǐng)先全球，而中國大陸的中芯國際受限于EUV光刻機(jī)無法進(jìn)口，其先進(jìn)制程工藝還未能大規(guī)模量產(chǎn)商用。

那么中芯國際現(xiàn)在具體狀況如何，還能否扛起中國芯片制造業(yè)發(fā)展的大旗？

自從華為被制裁后，中芯國際一直被業(yè)內(nèi)視為中國芯片產(chǎn)業(yè)復(fù)興的關(guān)鍵，國人也對其充滿期待。然而最近這兩年，中芯國際堪稱是經(jīng)歷了一段內(nèi)憂外患的至暗時刻。

內(nèi)憂：高層“內(nèi)斗”，人才流失

中芯國際關(guān)于內(nèi)部控制權(quán)之爭由來已久，早在2009年，中芯國際就形成了以CEO王寧國和COO楊士寧為主的兩派博弈，這場博弈最終以王寧國和楊士寧雙雙辭職、兩敗俱傷告終。

華為被制裁后，中芯國際承擔(dān)了更多期望，但內(nèi)斗并沒有停止。2020年12月，臺積電元老級人物宣布加盟中芯國際，擔(dān)任中芯國際董事會副董事長、第二類執(zhí)行董事及戰(zhàn)略委員會成員。

但蔣尚義的加盟帶來了一系列連鎖反應(yīng)，中芯國際聯(lián)席CEO梁孟松第一時間宣布辭職，根據(jù)其致董事會信函中的內(nèi)容，其憤而離職的導(dǎo)火索正是蔣尚義。

梁孟松在信中表示自己在公司內(nèi)部已經(jīng)得不到重視和信任，蔣尚義加盟中芯國際如此重大的人事變動，身為CEO的梁孟松卻一直被蒙在鼓里。

梁孟松同樣是出身臺積電，曾經(jīng)幫助三星在先進(jìn)制程領(lǐng)域快速接近臺積電，后因為與臺積電的競業(yè)協(xié)議被迫從三星離職，來到祖國大陸。在臺積電期間，梁孟松與蔣尚義曾一起共事，當(dāng)時蔣尚義擔(dān)任臺積電研發(fā)副總裁，梁孟松則在其手下?lián)钨Y深研發(fā)處長，外界有傳言稱二者不僅是上下級關(guān)系，更是師徒關(guān)系。

二人明明關(guān)系匪淺，為什么蔣尚義入職會讓梁孟松有如此大的反應(yīng)？業(yè)內(nèi)傳聞二人積怨已久，蔣尚義當(dāng)初發(fā)現(xiàn)梁孟松秘密為三星工作，認(rèn)定梁孟松泄露機(jī)密給三星。

蔣尚義進(jìn)入中芯國際后，二人在發(fā)展路線上也有爭執(zhí)：梁孟松希望繼續(xù)把研發(fā)精力放在先進(jìn)制程研究上，當(dāng)時梁孟松宣稱已經(jīng)攻破7nm工藝技術(shù)，只待EUV光刻機(jī)到來即可量產(chǎn)；而蔣尚義則認(rèn)為，EUV光刻機(jī)無法進(jìn)口且當(dāng)前已經(jīng)進(jìn)入后摩爾時代，通過Chiplet小芯片和先進(jìn)封裝來實現(xiàn)發(fā)展才符合當(dāng)前形勢。

這次內(nèi)斗最終以蔣尚義告老還鄉(xiāng)、梁孟松卸任執(zhí)行董事職位而告終。從宣布加盟到離職，蔣尚義在中芯國際只待了一年時間，如此重量級半導(dǎo)體大牛離開中芯國際難免令人扼腕嘆息，但好在梁孟松還繼續(xù)擔(dān)任中芯國際的CEO。

過去一年從中芯國際離職的重要人員除了蔣尚義以外，還有五大核心技術(shù)人員之一的吳金剛和董事長周子學(xué)，關(guān)鍵人物接二連三地離去，中芯國際的未來也令人捉摸不透。有從事半導(dǎo)體研究的學(xué)長認(rèn)為，中芯國際內(nèi)部人事動蕩的主要原因是缺乏統(tǒng)一的企業(yè)文化長期建設(shè)，導(dǎo)致團(tuán)隊無法穩(wěn)定，致使高端人才流失嚴(yán)重。

那么先進(jìn)制程和Chiplet小芯片的路線之爭是誰贏了呢？別著急，答案馬上揭曉。

外患：一邊制裁，一邊脫鉤

2020年12月18日，中芯國際正式被列入美國實體清單，10nm或以下先進(jìn)制程節(jié)點(diǎn)制造所需要的技術(shù)和材料被禁止向中芯國際提供。自此，中芯國際28nm以下的先進(jìn)制程研發(fā)幾乎停滯，但好在中芯國際的訂單大多都是28nm以上的成熟制程，短期內(nèi)并不影響中芯國際的盈利能力。

2022年第二季度，中芯國際營收為19.03億美元，同比增長41.6%；第二季度毛利為7.51億美元，同比增長85.3%。從營收和利潤來看，中芯國際現(xiàn)在過得還算不錯，畢竟現(xiàn)在市場對于成熟制程芯片的需求仍舊非常大。

但問題在于中芯國際在先進(jìn)制程領(lǐng)域?qū)⑴c國際頭部玩家的差距越來越大，長久來看，中芯國際的發(fā)展無疑是被美國“鎖死”了。

從整個市場來看，先進(jìn)制程的市場需求確實不如成熟制程，但是利潤率更高，而且像華為這樣真正的終端大客戶是對先進(jìn)制程有很大需求的。

超級大國其實并不滿足于限制中芯國際的先進(jìn)制程技術(shù)發(fā)展，它的終極目標(biāo)是將全世界的所有芯片產(chǎn)能都轉(zhuǎn)移到本土，為此《2022芯片與科學(xué)法案》應(yīng)運(yùn)而生，該法案整體設(shè)計金額約2800億美元，通過高額補(bǔ)貼鼓勵企業(yè)在美國研發(fā)和制造芯片。

這個法案還有一個十分關(guān)鍵的特別要求，任何接受該法案補(bǔ)貼的廠商不得在中國新建、擴(kuò)展先進(jìn)制程工藝，這個招數(shù)顯然是想要限制中國先進(jìn)半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展。

除了《2022芯片與科學(xué)法案》以外，超級大國還組建芯片四方聯(lián)盟，聯(lián)合其他幾個芯片強(qiáng)國一起圍堵中國。需要明確的是，無論是芯片法案還是芯片聯(lián)盟，本質(zhì)上都是人為改變?nèi)蚍止ひ?guī)則，對全球化帶來巨大沖擊。

我始終認(rèn)為，每個國家和地區(qū)都有各自的資源稟賦，這種強(qiáng)行扭轉(zhuǎn)全球產(chǎn)業(yè)鏈的做法對全球半導(dǎo)體行業(yè)都會帶來深遠(yuǎn)的影響，是一種逆規(guī)律行為。最終超級大國未必夠如愿將先進(jìn)制程產(chǎn)能轉(zhuǎn)移到本土，至少韓國已經(jīng)對所謂的“芯片聯(lián)盟”產(chǎn)生疑慮。

內(nèi)憂外患之下，中芯國際如何突圍？

面對當(dāng)前這種形勢，以中芯國際為首的大陸晶圓廠應(yīng)優(yōu)先保證自己的生存，放大自己的優(yōu)勢。進(jìn)入數(shù)字化智能時代，全球芯片市場仍舊長期供不應(yīng)求，成熟制程芯片在未來幾年也仍會占據(jù)市場主流，因此中芯國際要趁此機(jī)會擴(kuò)充成熟工藝產(chǎn)能，搶占更多市場訂單。

目前中芯國際的擴(kuò)充計劃已經(jīng)在行動，根據(jù)中芯國際最新財報顯示，由于產(chǎn)能供不應(yīng)求，公司擬在天津市西青開發(fā)區(qū)賽達(dá)新興產(chǎn)業(yè)園內(nèi)建設(shè)12英寸晶圓代工生產(chǎn)項目，規(guī)劃建設(shè)產(chǎn)能為10萬片/月的12英寸晶圓代工生產(chǎn)線，可提供28納米-180納米不同技術(shù)節(jié)點(diǎn)的晶圓代工與技術(shù)服務(wù)。項目投資總額為75億美元（約合人民幣514億元）。

當(dāng)然，在擴(kuò)充產(chǎn)能的同時，我們也不能放棄對高端芯片生產(chǎn)工藝的研發(fā)。在無法獲得EUV光刻機(jī)的情況下，中國半導(dǎo)體制造要如何突破？

國家02專項總師葉甜春給出了一條“非EUV路徑”的道路，即不依賴EUV光刻機(jī)也能造出高端芯片。大致的原理是在14-7納米工藝平臺引進(jìn)3納米采用的納米環(huán)柵（GAA）結(jié)構(gòu)提高性能，用系統(tǒng)封裝/Chiplet提高功能集成度。

沒錯，想要實現(xiàn)趕超在既定路線上已經(jīng)很難達(dá)成，所以必須路徑創(chuàng)新、換道突圍。葉甜春提到的“非EUV路徑”其實和蔣尚義堅持的Chiplet小芯片路線很相似，其核心就是發(fā)展先進(jìn)封裝技術(shù)以彌補(bǔ)EUV光刻機(jī)造成的缺失。

所謂Chiplet，其實是一種功能電路塊，包括可重復(fù)使用的IP塊，通常也被稱作“小芯片”或“芯粒”。該技術(shù)的優(yōu)勢是設(shè)計彈性大、成本低、上市快，是后摩爾時代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的最優(yōu)解之一。

葉甜春和蔣尚義設(shè)想的Chiplet封裝模式就是將一個功能豐富且面積較大的芯片裸片拆分成多個芯粒（chiplet），這些預(yù)先生產(chǎn)好的、能實現(xiàn)特定功能的芯粒組合在一起，通過先進(jìn)封裝的形式（比如3D封裝）被集成封裝在一起即可組成一個系統(tǒng)芯片。

這種系統(tǒng)芯片集成度更高，可容納更多晶體管，實現(xiàn)較高的性能水準(zhǔn)，通過這種方式讓我們在不具備EUV光刻機(jī)的情況下，也能通過DUV光刻機(jī)生產(chǎn)出高性能芯片。

但前路漫漫，很多技術(shù)需要我們?nèi)スタ?，還有更多技術(shù)上、產(chǎn)業(yè)上的生態(tài)需要我們?nèi)ヌ钛a(bǔ)，這并不是一朝一夕就能實現(xiàn)的目標(biāo)。但好在中國過去12年建立了完整的芯片工業(yè)體系，研發(fā)、設(shè)計、制造、終端、晶圓等方面均有布局，并且保持了高速增長，這是我堅定中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)能夠突圍的信心所在。

在此我也衷心希望中芯國際能夠建立完善的人才吸引制度，組建穩(wěn)定的人才隊伍，沿著創(chuàng)新路徑努力突圍，終有一天中國企業(yè)將實現(xiàn)“芯片自由”。

編輯：黃飛