中國(guó)最大的晶圓制造商中芯國(guó)際,最近好消息不斷。先是拿下了華為海思 14 nm 的訂單,接著又斥巨資購(gòu)入了一批設(shè)備,增加產(chǎn)能,更重要的是,除了 14nm 以外,7nm 也在中芯國(guó)際的近期規(guī)劃中。中國(guó)的半導(dǎo)體行業(yè)一直是整體工業(yè)的一個(gè)短板,中芯國(guó)際被認(rèn)為是追趕國(guó)際主流水平的頭牌兵。盡管業(yè)績(jī)向好,但這家公司的擔(dān)子依然很重。
制程的追趕
中芯國(guó)際也有 7nm 了?
今年 2 月份 2019 年 Q4 財(cái)季的財(cái)報(bào)會(huì)議上, 聯(lián)席 CEO 梁孟松博士公開(kāi)了中芯國(guó)際 N+1、N+2 代工藝的情況,N+1 工藝相當(dāng)于臺(tái)積電的第一代 7nm 工藝,N+2 相當(dāng)于臺(tái)積電的 7nm+ 工藝。
梁孟松博士指出,7nm 作為 14nm 工藝的繼承者,性能提高了 20%,功耗降低了 57%,其晶體管密度是14nm工藝的兩倍以上。中芯國(guó)際表示,N+1于 2019 年第四季進(jìn)入 NTO(New Tape-out)階段,目前正處于客戶產(chǎn)品認(rèn)證期,預(yù)計(jì) 2020 年第四季可以看到小量產(chǎn)出。
來(lái)自芯思想研究院
7nm 是目前能量產(chǎn)的最先進(jìn)制程,在這一領(lǐng)域,臺(tái)積電仍是領(lǐng)頭羊,制程技術(shù)上遙遙領(lǐng)先,臺(tái)積電財(cái)報(bào)顯示,在整個(gè) 2019 年,7nm 工藝所帶來(lái)的營(yíng)收,占到了全部營(yíng)收的 27%,已取代 16nm,成為最大的收入來(lái)源,另外,臺(tái)積電將于今年 4月啟動(dòng) 5nm 芯片量產(chǎn),初期產(chǎn)能已經(jīng)被蘋(píng)果、高通等大客戶全部承包
制程領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)異常激烈,沒(méi)有常勝將軍。英特爾就在 7nm 上栽了跟頭,藍(lán)色巨人近日承認(rèn),制程已經(jīng)落后于臺(tái)積電,英特爾的 10nm 一直難產(chǎn),更別提 7nm ,英特爾計(jì)劃將在 2021 年推出 7nm 工藝,5nm 工藝還未明確推出時(shí)間。
也就是說(shuō),中芯國(guó)際有希望領(lǐng)先英特爾。
當(dāng)然,7nm 到今年年底還只是小范圍的試產(chǎn),正式投產(chǎn)至少要到明年,中芯國(guó)際目前最重要的任務(wù),是把 14nm 的產(chǎn)能提上來(lái)。
中芯國(guó)際于 2015 年開(kāi)始研究 14nm 制程,良品率已經(jīng)達(dá)到 95%,2020 年 2 月,中芯國(guó)際從臺(tái)積電手里搶下了華為海思的 14 nm 訂單,這被視為中芯國(guó)際制程開(kāi)始逐漸追趕主流的信號(hào)。
但中芯國(guó)際 14nm 的產(chǎn)能非常有限,目前產(chǎn)能在 1000 片晶圓左右,財(cái)報(bào)顯示,其第一代 FinFET 14nm 只能貢獻(xiàn) 1% 的營(yíng)收。梁孟松在財(cái)報(bào)會(huì)議上表示,14nm 月產(chǎn)能將在今年 3 月達(dá)到 4000,7 月達(dá)到 9000,12 月達(dá)到 15000。
中芯國(guó)際目前主要的收入來(lái)源還是 55nm 及以上,量產(chǎn)最先進(jìn)的 28nm 工藝占比只有 4.3%,新制程仍有很大的提升空間。
按照今年中芯國(guó)際的計(jì)劃,7nm 制程有望試產(chǎn),目前來(lái)看,中芯可能是想跳過(guò) 10nm 這個(gè)節(jié)點(diǎn),直接進(jìn)行后續(xù)制程的研發(fā)。從落后至少三代到落后一代,已經(jīng)是肉眼可見(jiàn)的進(jìn)步了。
砸錢(qián),繼續(xù)砸錢(qián)
而為了追趕,中芯國(guó)際也投入了大量資金購(gòu)置設(shè)備。2 月 19 日,中芯國(guó)際披露了公司在 2019 年 3 月 12 日至 2020 年 2 月 17 日的 12 個(gè)月期間,就機(jī)器及設(shè)備向泛林團(tuán)體(一家美國(guó)科技公司,生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、銷售半導(dǎo)體產(chǎn)品)發(fā)出一系列購(gòu)買(mǎi)單,花費(fèi) 6.01 億美元(約合 42 億元人民幣),產(chǎn)品包括由蝕刻工具組成的資本設(shè)備。
3月2日,中芯國(guó)際再次發(fā)布公告,表示公司應(yīng)用材料集團(tuán)發(fā)出一系列購(gòu)買(mǎi)單,總代價(jià)為 5.43 億美元(約人民幣 37.9 億元),向東京電子集團(tuán)發(fā)出一系列購(gòu)買(mǎi)單,總代價(jià)為 5.51 億美元(約人民幣 38.49 億元)。
3 月 4 日,中芯國(guó)際從荷蘭進(jìn)口的大型光刻機(jī)進(jìn)入口岸,對(duì)于此次進(jìn)入新設(shè)備,中芯國(guó)際表示這是設(shè)備正常導(dǎo)入,用于產(chǎn)能擴(kuò)充,并非外界所稱的 EUV 光刻機(jī),中芯國(guó)際公司關(guān)務(wù)經(jīng)理羅榮慧稱,生產(chǎn)線擴(kuò)容后全年預(yù)計(jì)可為企業(yè)增加 10% 左右的營(yíng)收。
為了擴(kuò)大產(chǎn)能,就必須攢錢(qián)購(gòu)入更多、更先進(jìn)的設(shè)備。不過(guò)問(wèn)題是,中芯國(guó)際有時(shí)候想花錢(qián)也花不出去,今年 1 月份路透社報(bào)道,特朗普政府發(fā)起了一場(chǎng)廣泛的運(yùn)動(dòng),阻止向中國(guó)出售荷蘭芯片制造技術(shù),去年 11 月份,荷蘭 ASML 宣布已經(jīng)中止和中芯國(guó)際的 7nm 及以下的先進(jìn)工藝 EUV 光刻機(jī)合作計(jì)劃。
而此次進(jìn)口的光刻機(jī),是相對(duì)更成熟的 DUV,EUV 光刻機(jī)的缺席,可能會(huì)是中芯國(guó)際追趕制程中一個(gè)不大不小的困難。
梁孟松博士在財(cái)報(bào)會(huì)中對(duì)此曾表示,中芯國(guó)際的 N+1、N+2 代工藝都不會(huì)用 EUV 工藝,等到設(shè)備就緒之后,N+2 之后的工藝才會(huì)轉(zhuǎn)向 EUV 光刻工藝。臺(tái)積電的第三代 7nm 工藝開(kāi)始引入 EUV,中芯國(guó)際似乎也準(zhǔn)備走這樣的路線。
中芯國(guó)際的投入不可謂不大,財(cái)報(bào)會(huì)議上披露, 2020 年晶圓代工預(yù)計(jì)資本支出約為 31 億美元,主要用于建造中芯南方 12 英寸晶圓廠的設(shè)備和設(shè)施,而作為比較,整個(gè) 2019 年中芯的營(yíng)收為 31.2 億美元。
臺(tái)積電 2020 年預(yù)計(jì)資本開(kāi)支為 140~150 億美元,同樣也是歷史最高。在新制程的戰(zhàn)爭(zhēng)中,少花錢(qián)等于認(rèn)輸。
先研發(fā),后利潤(rùn)
投入 7nm,拿下華為的訂單,中芯國(guó)際舉動(dòng)收到了行業(yè)的關(guān)注。
方正證券表示,半導(dǎo)體行業(yè)已處于上行周期, 中芯國(guó)際于 2020 年將重啟增長(zhǎng),同時(shí)先進(jìn)制程研發(fā)進(jìn)展順利。該行預(yù)計(jì)公司 2020~2022 年實(shí)現(xiàn)收入 36.46/40.36/44.04 億 美元,維持“強(qiáng)烈推薦” 評(píng)級(jí)。
國(guó)信證券也把中芯國(guó)際列入推薦評(píng)級(jí),其認(rèn)為 14nm 能夠大規(guī)模出貨,將是中國(guó)大陸半導(dǎo)體的重大轉(zhuǎn)折點(diǎn),還特別提到中芯國(guó)際的工藝技術(shù)節(jié)點(diǎn)突破是關(guān)鍵,應(yīng)該先看技術(shù),再看收入,最后才是利潤(rùn)。
中芯國(guó)際的投入不可謂不巨大,但是風(fēng)險(xiǎn)仍在,國(guó)信證券指出風(fēng)險(xiǎn)主要由三,第一,國(guó)內(nèi)芯片設(shè)計(jì)公司代工需求減少;第二,14nm 工藝進(jìn)展不及預(yù)期;第三,全球產(chǎn)能松動(dòng),影響公司毛利率。
華為去年的經(jīng)歷給中國(guó)科技行業(yè)敲響了警鐘,而華為也選擇和中芯國(guó)際這樣的國(guó)產(chǎn)企業(yè)抱團(tuán),盡管 7nm 等先進(jìn)制程,國(guó)產(chǎn)供應(yīng)鏈還無(wú)法保障,但是至少通過(guò) 14nm 這樣的合作,能夠保證國(guó)產(chǎn)的供應(yīng)鏈有足夠的客戶,從而能夠回籠資金繼續(xù)研發(fā)。
但是正如上文所提到的,中芯國(guó)際本身也可能成為美國(guó)限制的對(duì)象,在光刻機(jī)嚴(yán)重依賴進(jìn)口的情況下,中芯國(guó)際要保證現(xiàn)有產(chǎn)能吃透,同時(shí)在新制程的研發(fā)中,不會(huì)出現(xiàn)關(guān)鍵設(shè)備卡脖子的情況。
保證產(chǎn)能于研發(fā),再去想后邊的事情,14 nm 對(duì)于中芯國(guó)際來(lái)說(shuō)是一個(gè)重要的節(jié)點(diǎn),但顯然不是終點(diǎn)。
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