【科技战】代工华为14nm芯片,中芯国际为何能提前完成国家的重任?
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最近有消息说,华为旗下的海思半导体下单中芯国际新出炉的14nm工艺,中芯国际从台积电南京厂手中抢下订单。
不过,还不清楚中芯承接的是海思什么领域的14nm芯片,之前大家知道的是,中芯代工了28nm骁龙400系列芯片。
中芯国际从2015年开始研发14nm,去年第三季度成功开始第一代14nm FinFET工艺量产。
中芯南方厂已成为中国内地最先进的集成电路生产基地,建成了两条月产能3.5万片的生产线。而台积电南京12寸晶圆厂规划月产能为2万片,生产16nm制程。16nm和14nm同代。
也就是说,即便消息属实,中芯抢下的订单也是有限的,南京厂产能仅占台积电全部产能2.5%,很小的一部分。从产能来分析,应该也只是一些小器件。
有媒体把这件事和台积电受到美国限制联系起来。早先传言,美国计划将“源自美国技术”的标准从25%下调至10%,也就是说,只要台积电生产中用到10%美国技术,就要受限制,美国以此来阻断台积电向非美国企业供货。
当然这还仅是传言,没有落实。但根据台积电内部评估,7nm源自美国技术比率不到10%,仍可继续供货,14nm将受到限制。
从这个角度来说,如果华为真的转移一部分订单给中芯国际,既在短期内一定程度上控制风险,扶持中芯又能达到长远的战略意义。将芯片从台积电转移到中芯国际流片,不是立即就能办到的,因为两家的工艺不兼容,否则就侵权了。要转移,海思芯片与制造工艺相关的部分需要重新设计。新工厂要量产,至少1至2年的准备时间。加上中芯国际现在还处于客户导入阶段,掌握的14nm工艺良率还不如台积电,仍需要一个过程调整产线爬升良率,才能在性价比、产能、出货速度等各方面赶上来,最终,代工平均售价(ASP)超过成本,从烧钱转变为盈利。
所以虽然美国还没落实新计划,但提前准备是需要的,这是短期风险控制的必要性。
长期来看,海思成为中芯国际的大客户,只是时间问题。
中芯国际量产14nm本身,就意味着其进入了主流玩家的行列,这是市场空间决定的。用得起更先进制程的不多,而能供应成熟的28nm制程的又过剩。14nm是当下的主流,也是英特尔、三星和台积电主要的营收来源。
中芯国际提前一年啃下14nm这块硬骨头,闯过了重要一关,接下来就要直接威胁到这几家老牌代工厂的营收了。
去年,在美国极限打压中国科技企业的背景下,中芯国际宣布从纽交所申请退市,向内而生的结果是,国家赋予的历史重任,中芯国际提前完成了。
传言说,梁孟松加盟中芯国际高压管理,加班封闭开发。上班先把手机交出来,下班才发回。每周工作要满60小时。
加班或许是真的,但显然也不会仅仅依靠加班就能解决问题。中芯国际创立至今的曲折,最主要的原因是国际上的技术封锁,和台积电的专利诉讼。
“瓦森纳协议”确定了中国大陆能够拿到的技术设备,比如光刻机,要落后台积电两代,因为出口审批就有“N-2”的原则。中国大陆过去落后三代甚至更长。2018年,荷兰允许ASML出口一台价值1.5亿美元的最先进EUV光刻机给中国,美国为了阻止,至少在四次会议中向荷兰官员施压。
现在中芯国际追上来了,但革命尚未成功,按照28nm-20nm-14nm-10nm-7nm的路线,中芯国际与台积电的技术工艺水平还差了至少两代。最新消息说,台积电5nm制程试产良率已经突破八成。
2004年和2006年,台积电2次诉讼中芯国际侵权,第一次中芯国际拿出了自己年收入的一半和解,第二次专利诉讼长达7年,中芯败北,创始人张汝京引咎辞职。
在技术封锁之下,许多问题不是依靠中芯国际一家企业的努力就能改善的,但至少人才引进、研发经费投入这些方面,在国家的支持之下,中芯国际可以发力,退出纽交所后,不受美股限制,中芯可以更充分享受国内提供的政策优势。
提前啃下14nm证明,放弃幻想,背靠祖国,反而走得更远。
可以预见,当中芯国际追上了台积电、三星的工艺,或进一步缩小差距后,美国一定会加强限制ASML向中国出口最先进的光刻机。
除了光刻,半导体制造中还有很多的前后道工艺,有些设备中国已经突破,比如蚀刻机,中微半导体已经做到了5nm。
展望未来,中国只有以举国之力,拿出愚公移山、流浪地球的精神。
拿EUV光刻机来说,这样的技术,当年日美欧也是三强争霸,美国成立EUVLLC(翻译成中文,叫深紫外线有限责任合资公司,由英特尔和美国能源部牵头),欧洲成立EUCLIDES,日本成立ASET
EUV,这都不是企业单打独斗,而是产业联盟的方式组织研究。当时尼康、佳能这样的日系半导体企业还强盛,虽然英特尔也邀请了尼康,但美国政府还是把尼康排除在外。
英特尔、摩托罗拉、AMD,劳伦斯利弗莫尔实验室,劳伦斯伯克利实验室、桑迪亚国家实验室,来自这些机构的EUVLLC的科学家发表了几百篇论文,验证了EUV光刻机的可行性,ASML才开始做。ASML成立至今的时间也不过和联想一样,份额也是一点点做起,当时日本半导体技术领先世界,同样有产业链上一系列厂商互相抱团,ASML能够有今天的崛起,绝不是一家荷兰公司管理上多先进,加班996,背后离不开无数科学家和工程师的协助,是美国以国家力量的支持。
ASML做光刻机的原则,是为了精密和可靠,尽量不考虑成本和售价,所追求的稳定,是机器7x24小时稳定工作,而不是实验室里实现一个指标就算成功,因为晶圆厂绝不愿承受设备停运造成的损失。
这种以国家力量集合世界精英,从企业需求出发而成立顶级科学与工程的事业,正是中国在下一步竞争中可以吸取的经验。从这个角度来说,华为把订单给中芯国际有战略意义,但中国企业的联合还不够,除了大基金的资金支持,中国半导体企业和科研机构要敢于站到行业的前沿,联合开启新的大科研项目,吸引世界人才的加入。