現(xiàn)在，占據(jù)媒體頭條的新聞多是有關(guān)英特爾、三星、臺(tái)積電量產(chǎn)10nm工藝，甚至7nm、5nm開發(fā)進(jìn)展的消息，然而尖端工藝并不是晶圓制造的全部。雖然高端市場(chǎng)會(huì)被10nm以及14nm/16nm工藝占據(jù)，可是40nm、28nm等并不會(huì)退出，相反28nm工藝現(xiàn)在仍然是臺(tái)積電的營(yíng)收主力。中國(guó)大陸半導(dǎo)體廠商想要發(fā)展晶圓制造，快速攻克并且站穩(wěn)28nm將是極為關(guān)鍵的一步。

臺(tái)灣地區(qū)代工廠加速布局先進(jìn)工藝

近來，我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)代工廠搶攻大陸市場(chǎng)的步伐正在加速。根據(jù)相關(guān)報(bào)道，臺(tái)積電加緊了南京12英寸廠的建設(shè)，同時(shí)還與眾多供應(yīng)商接洽，希望能一同到南京設(shè)廠支持。根據(jù)記者的了解，現(xiàn)已有家登精密等多家供應(yīng)商決定到南京設(shè)廠，預(yù)計(jì)2018年臺(tái)積電的16納米FinFET工藝將加入生產(chǎn)，規(guī)劃月產(chǎn)能2萬片。

至于聯(lián)電，今年2月已實(shí)現(xiàn)14nm的量產(chǎn)，這就使其有機(jī)會(huì)將廈門聯(lián)芯的晶圓工藝推進(jìn)到28nm節(jié)點(diǎn)，更進(jìn)一步搶占大陸手機(jī)和網(wǎng)通芯片市場(chǎng)。日前，有消息稱聯(lián)電廈門12英寸廠獲得展訊和聯(lián)發(fā)科的40納米工藝訂單，不排除這兩家IC設(shè)計(jì)廠商后續(xù)將28納米訂單交由聯(lián)電廈門廠完成。

盡管當(dāng)前智能手機(jī)市場(chǎng)增長(zhǎng)放緩，但是全球移動(dòng)智能終端產(chǎn)品的總需求量依舊可觀，尤其是蘋果、華為等廠商下半年旗艦智能手機(jī)將陸續(xù)登場(chǎng)，必將帶動(dòng)對(duì)先進(jìn)工藝的需求。臺(tái)積電2016年財(cái)報(bào)顯示，先進(jìn)工藝占其晶圓代工收益的56%，其中16nm/20nm工藝、28nm工藝占營(yíng)收的比重分別為31%和25%?？梢?，先進(jìn)工藝是半導(dǎo)體代工市場(chǎng)的主力，也是一線晶圓制造廠競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。

目前，臺(tái)企積極搶占大陸市場(chǎng)，先進(jìn)工藝正是其主要依托。聯(lián)電CEO顏博文強(qiáng)調(diào)，14納米FinFET工藝效能競(jìng)爭(zhēng)力已達(dá)業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)，速度比28nm增快55%，閘密度達(dá)兩倍，而且芯片功耗也較28nm減少約50%。

首先要在28納米站穩(wěn)腳跟

去年以來，在“國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展投資基金”與地方政府的支持下，國(guó)內(nèi)最大的兩家晶制代工企業(yè)中芯國(guó)際和華力微開始大舉擴(kuò)張產(chǎn)能。中芯國(guó)際宣布將在上海投資興建新一座月產(chǎn)能7萬片的12英寸廠，在深圳建設(shè)一座月產(chǎn)4萬片的12英寸廠。華力微也啟動(dòng)二期建設(shè)項(xiàng)目，投資建設(shè)一座月產(chǎn)能4萬片的12英寸廠。

興建12英寸廠自然以先進(jìn)工藝為前導(dǎo)。根據(jù)中芯國(guó)際與華力微的規(guī)劃，兩者均計(jì)劃先期發(fā)展28納米工藝，進(jìn)而向14納米推進(jìn)。其中，中芯國(guó)際已于2015年宣布28nm進(jìn)入量產(chǎn)；而根據(jù)報(bào)道，華力微亦將于2017年進(jìn)入28納米量產(chǎn)。

“中國(guó)做大做強(qiáng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，必須在先進(jìn)工藝上取得突破，而要做好先進(jìn)工藝的晶圓制造，就首先要在28納米站穩(wěn)腳跟。光刻工藝尺寸縮小是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的主要推動(dòng)力之一，如今在光學(xué)光刻中，采用193納米的浸液式方法到28納米己是終點(diǎn)，如要繼續(xù)往下走，必須采用兩次圖形曝光等技術(shù)（double patterning，簡(jiǎn)稱為DP）。從這個(gè)意義上來講，28納米的綜合成本是最低的，也使它成為名符其實(shí)的長(zhǎng)節(jié)點(diǎn)。”半導(dǎo)體專家莫大康告訴記者。

華力微總裁雷海波也表示：“不僅通信芯片及RF芯片等標(biāo)準(zhǔn)邏輯工藝平臺(tái)可以采用28納米，未來28納米平臺(tái)也可以開發(fā)特色工藝。”

在此情況下，臺(tái)灣地區(qū)半導(dǎo)體廠積極搶進(jìn)大陸市場(chǎng)，意圖對(duì)大陸廠商筑起先進(jìn)工藝高墻，那么28納米就成為非常關(guān)鍵的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。中國(guó)大陸廠商要做強(qiáng)半導(dǎo)體制造也必須首先攻克28納米。

需盡快把28納米產(chǎn)量拉高起來

“問題是大陸廠商在開發(fā)量產(chǎn)28納米的過程中，迄今為止并不順利。”莫大康認(rèn)為，“與臺(tái)積電相比，中芯國(guó)際28納米的量產(chǎn)爬坡的周期顯得有些長(zhǎng)了。”臺(tái)積電從2011年第四季度開始推出28納米，2012年第四季度28納米在其公司營(yíng)收中的占比已經(jīng)提升到22%。而中芯國(guó)際，2015年28nm工藝只帶來了0.3%的營(yíng)收，去年年底這一比例提升到3.5%。按照中芯國(guó)際的計(jì)劃，2017年預(yù)計(jì)會(huì)提升到7%～9%。

“投入不足是我國(guó)晶圓廠推進(jìn)28納米周期過長(zhǎng)的主要原因之一。”莫大康認(rèn)為。28納米本身技術(shù)難度就很大，同時(shí)HKMG工藝涉及材料組分的組合變化，需要進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)，收集數(shù)據(jù)與摸索，這些工作都既需要時(shí)間又需要花費(fèi)大量的資金。

另一個(gè)因素是人才的不足。開發(fā)高端工藝，需要資本與技術(shù)的雙輪驅(qū)動(dòng)，對(duì)于現(xiàn)在的中國(guó)廠商來說，資金不再是其發(fā)展的最大瓶頸。人才，特別是高端人才需要長(zhǎng)期培養(yǎng)，需要經(jīng)過長(zhǎng)期的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，才能成長(zhǎng)起來的。挖人并不能完全解決問題。

“為此，中國(guó)半導(dǎo)體廠商要舍得投入資金和人力成本，盡快把28納米的產(chǎn)量拉高起來，同時(shí)向14納米等節(jié)點(diǎn)挺進(jìn)。否則量產(chǎn)周期過長(zhǎng)，將給競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手搶市的機(jī)會(huì)。”莫大康認(rèn)為。

據(jù)報(bào)道，受聯(lián)發(fā)科、高通和展訊等手機(jī)芯片廠在28nm制程需求強(qiáng)勁影響，臺(tái)積電已經(jīng)決定今年仍將擴(kuò)大28納米產(chǎn)能，預(yù)料單月產(chǎn)量將由15萬片再擴(kuò)增至18萬片，增幅達(dá)20%。而2016年中芯國(guó)際28納米晶圓產(chǎn)能全球占比不足1%，與28納米工藝市占率分別為66.7%、16.1%與8.4%的前三大代工廠臺(tái)積電、GlobalFoundries、聯(lián)電仍有較大差距。

“28納米的成功需要一片一片硅片的通過，尤其是從那些失效的圓片中來總結(jié)經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)。相信通過自己的力量我們一定能邁過28納米制程的坎，迎接中國(guó)芯片制造業(yè)的另一個(gè)高潮到來。”莫大康表示。