从2000年成立至今,中芯国际已在自主研发的道路上前行20年了。
2020年6月1日,上海证券交易所公布了中芯国际长达921页的招股说明书,这个历尽波折的中国本土芯片代工企业决定在科创板上市,即将迎来其股权融资的高光时刻!
而在国际半导体领域,这个年轻的企业还有太长的路要走。
2011年,在中芯国际终于掌握了40nm晶圆制程工艺时,台积电已经实现了28nm晶圆制程工艺的量产。四年后,中芯国际终于追赶上当年台积电步伐的时候,台积电已经向10nm的技术领域迈进。
如今,中芯国际处于14nm的技术水平,而他的“老前辈”早已具备7nm的量产能力。
目前,中芯国际在国际半导体领域,尚处于第二梯队。
国际主要晶圆代工企业
前有台积电、英特尔和三星等传统强队的围追堵截;后有华虹、力晶等行业新秀的奋力追赶。
作为中国本土最大、技术最先进的半导体企业,中芯国际的自主研发之路走得异常艰辛。
半导体行业属于典型的技术密集行业,技术的积累和突破需要大量的资金投入。随着技术节点的不断突破,需要的投入也呈明显的指数增长。
随着人工智能、5G技术等快速发展,关键技术落地所需的半导体芯片,已成为电子和通信领域争相抢占的核心产品!这也为半导体技术提出了更大的挑战。
半导体的生产过程在业内被习惯性称为“制程工艺”,即芯片生产过程的精细度。芯片以晶圆为基底,上面集成了几千万个晶体管,这些集成电路的精细度越高,制程工艺就越先进。而相应地,研发和制造的成本也会大幅增加!
固定体积芯片上的能容纳晶体管数量,直接决定了处理器的运算效率和耗电量;减少芯片体积不仅能有效降低耗电量,同时也为产品的轻量化提供了更多的可能。
为了在更小的晶片中塞入更多的晶体管,各大半导体制造企业展开了激烈的竞争,摩尔定律已将晶圆制造的技术节点从14nm、12nm向7nm、5nm,甚至3nm推进。
以目前业内最先进的5nm制程工艺为例,其研发和投资成本高达数百亿美元,是14nm晶圆的两倍以上。
2019年,中芯国际的年营业收入高达31亿美元,但这跟行业龙头台积电相比,则不足十分之一。这一年,中芯国际仅研发投入就占了全年营收的20%以上,半导体技术的烧钱性可见一斑!
国内各半导体市场占比
2019年6月,在中美贸易战的敏感时期,中芯国际在高速发展的关键窗口期,却从美国纳斯达克退市。这家在港股市场上估值高达400亿港币的企业,在美国资本市场一再受挫。
不仅如此,中国很多高科技企业在美股市场都有类似遭遇。
随着美国关键技术和核心设备的禁运和限制。国内的半导体制造企业,要在短期内快速寻找能在IC设计、制造、封装和测试等全过程的关键替代设备,尤其是芯片生产的核心设备——光刻机。
中国的芯片研发和制造行业将会经受更加严酷的考验。
国内的芯片产业中,设计能力最强的可以说是华为海思,但论芯片制造能力,则是中芯国际、台积电和联发科。其中,台积电和联发科是台湾企业,从整体来说,华为海思和中芯国际在国内芯片研发和制造领域被寄予厚望。
2017年,台积电“元老”梁孟松,带领台湾新竹科学院200余名半导体团队加入中芯国际。
这位曾经在几年时间内,为台积电创造几百份专利的老将,使中芯国际的研发实力和制程工艺突飞猛进,不到一年的时间,就突破了28nm制程工艺,并将加工良率从3%提升到97%。
2019年又实现了14nm制程芯片的量产,还攻克了7nm关键制程工艺,直接将其与台积电的差距缩短到2~3代。
芯片集成电路
此外,为摆脱美国对中国半导体领域的技术封锁,梁孟松从荷兰买来了最先进的光刻机,将 14nm 芯片良品率瞬间提升至 95%,让半导体巨头三星和台积电倒吸了一口冷气。
从经济领域到政治领域,全球围绕芯片的“半导体制程”之争仍在继续,这背后是一场关于资本和人才的博弈。
与行业巨大的市场需求相比,每年半导体领域的人才输出非常有限。
随着台积电披露更多关于3nm制程技术的细节,台积电与三星的3nm工艺之争将会进入一个新的阶段。
台湾本土企业为维护其步步积累的半导体“半壁江山”,定会加大围堵力度;以半导体及相关行业“安身立命”的韩国绝不会坐视中国芯片的崛起;依靠“专利输出”来垄断全球高科技领域的美国也必将极尽打压之能事!
诚然,中芯国际要在半导体技术中实现更多的突破,还是要在资本和人才中寻找答案。
借助中美贸易战的国际环境,围绕海思和中芯国际的迅速崛起,招揽和培养更多的半导体领域人才,为整个半导体国产行业储备更多稳定且具备高素质的“后备军”,无疑是中国实现弯道超车,持久作战的根基所在!
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