半导体

中芯国际上半年量产14nm,大幅缩小与台积电三星差距

作者:陈炳欣来源:中国电子报、电子信息产业网发布时间:2019-02-20 22:53我要评论

中芯国际发布2018年第四季度财报,销售额7.876亿美元,受半导体市场转冷影响,比第三季度略有下降。不过中芯国际在先进工艺开发方面取得了突破性进展,第一代FinFET 14nm工艺进入客户验证阶段,或将于今年6月量产。同时,中芯国际还首次透露12nm等更先进工艺的研发也在全面进行中。14nm及12nm工艺的进展使中芯国际有望缩小与台积电、三星等一线晶圆代工厂商在先进工艺上的差距。

14nm量产进度提前

近日,中芯国际公布截至2018年12月31日三个月未经审核业绩,其中重点披露了在先进工艺开发方面取得的成果。根据中芯国际联席首席执行官梁孟松的介绍,目前中芯国际第一代FinFET14nm技术已进入客户验证阶段,产品可靠度与良率进一步提升。

对此,海通电子在研究报告中指出,相比28nm HKC+,14nm FinFET工艺速度增加60%,功耗降低70%,面积减少50%。在2018年8月中芯国际首次宣布14nm FinFET 工艺进展后,公司原计划2019年上半年进行风险试产,2019年下半年贡献营收的。我们认为公司在此工艺节点上的研发进度加快了0.5-1年时间,是公司技术路线图的重要跨越。

中芯国际还首次透露正在研发12nm等更先进工艺。梁孟松表示,中芯国际提供的第一代FinFET还包括12nm,相比14nm晶体管尺寸进一步缩微,功耗降低20%、性能提升10%,错误率降低20%。目前中芯国际正在就12nm与同一批14nm客户就行合作。赵海军则表示,目前中芯国际仍专注于14nm和12nm量产,在此之后将尽力满足客户的需求,向更先进节点前进。

去年年中,中芯国际向荷兰ASML(阿斯麦)订购了一台单价达1.2亿美元的EUV极紫外光刻机,预计将于今年年初交付。该设备可用于7nm工艺的制造与开发。

技术水平进入二线阵营

量产14nm,中芯国际将在国际上处于什么样的水平?目前全球已量产的最先进工艺是7nm。其中,台积电量产7nm的时间约为2018年第二季度,但台积电只在少数关键工艺层使用EUV极紫外光刻技术,主体仍采用第一代DUV(深紫外)制程。采用EUV的第二代7nm最快在今年3月量产。三星则在2018年下半年小规模量产了基于EUV技术的7nm 艺,预计今年会推动扩大量产规模。

尽管目最先进的工艺已推进到7nm,但主流芯片却并不是全部采用7nm的工艺制造,14nm工艺仍然具有广大的用户群。另外目前也仅有台积电和三星拥有7nm工艺,中芯国际的14nm工艺并不落后。

至于具备14nm工艺的晶圆代工厂商,除台积电与三星外,还有格罗方德与联电两家公司。目前全球半导体晶圆代工市场市场占有率排名,台积电居首,三星居次,其后是格罗方德与联电。2018年格罗方德宣布,在未来一段时间里将专注射频、嵌入式存储器、低功耗定制产品在14nm、12nm FinFET工艺改进。此外,格罗方德还计划把重点放在22DFX和12FDX工艺上,以迎合低功耗、低成本以及高性能的RF/模拟/混合信号设计。联电同样宣布了放弃对更先进工艺的追踪,目前其最先进的工艺为2017年实现量产的14 nm。因此,随着中芯国际量产14nm,在先进工艺技术水平上,将进入二线阵营。

国信证券在一份研报中指出,先进制程开发难度加大,中芯国际这样的追赶者机会显现。一方面,先进制程的IC设计费用越来越高,代际设计费用增速也越来越高,7nm芯片设计成本超过3亿美元。另一方面,投资先进制程的边际效果下降,使得格罗方德、联电放弃7nm等先进制程。从这两个角度看摩尔定律不再有效,大厂先进制程研发速度放缓,给中芯国际这样的追随者留下足够的追赶时间。

中芯国际14 nm量产还有一项重要意义就是有望超前台积电南京厂的16nm工艺。受到台湾当局的“N-1”投资限制,台积电在中国大陆的工艺卡位在16纳米。联电转投资的厦门联芯最产工艺为28nm。格罗方德在成都规划建设的是22nm FD-SOI工艺生产线,且需较长时间方能看到成果。那么,中芯国际r的14 nm /12 nm如果能够较快实现量产,将成为中国大陆最先进的工艺生产线,从而拥有了一定的竞争优势。

扩大营收占比仍存挑战

中芯国际能否将这样的竞争优势转为市场增长点呢?国君电子发布报告表示,14nm是中芯国际在FinFET工艺上的重要入场券,预示后续研发会进展顺利。同时在盈利能力、客户结构、产能规划等诸多角度,14nm/12nm都有超市场预期的可能。台积电的16nm是在2015年下半年导入的,12nm在2018年导入,因此还处于设备折旧周期以内,并不存在显著降价的趋势,目前14nm一片晶圆的价格约为6000美元,预计2019年将小幅下滑(但下滑程度将显著低于28nm技术代)。如果中芯国际14nm及时量产,仍能为公司盈利做出较大贡献。

不过,中芯国际财报显示,按照工艺划分的收入占比分别为:150/180nm 38.7%、55/65nm 23.0%、40/45nm 20.3%、110/130nm 7.3%、28nm 5.4%、250/350nm 3.6%、90nm 1.7%。可见,目前中芯国际收入的主要来源仍为150/180nm、40/45nm和55/65nm工艺段,28nm只占四季度收入的5.4%,且受市场竞争激烈所致,2018年第四季度占比有所下滑。因此,尽快赢得客户认可,加快28nm及未来的14nm先进工艺收入占比,对于中芯国际来说,仍然是一个重要挑战。

对此,半导体专家莫大康就指出,台积电14nm技术更成熟,也得到更多用户的认可,中芯国际即使实现量产,与之竞争也存在很大挑战。中国发展半导体产业,应当两头兼顾,一方面发展先进工艺技术,比如14nm晶圆制造,同时也应保盈利求生存,在传统工艺、特色工艺相对优势领域求得突破。


责任编辑:赵强
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