北京即将诞生一家大型晶圆厂。
11月15日,燕东微、京东方A、亦庄国投等拟联合对北电集成增资,建造12英寸芯片项目,此次规模将达到199.9亿元,加上前期投资,总规模将达到330亿元,总产能5万片/月。
北电集成设立于2023年10月,是一家国有性质企业,目前产能如下:
1条6英寸晶圆生产线,产能6.5万片/月;
一条6英寸SiC晶圆生产线,产能2000片/月;
一条8英寸晶圆生产线,工艺节点110nm,产能5万片/月;
一条12英寸晶圆生产线,正在建设中,工艺节点65nm,产能4万片/月,主要面向AIoT、新能源、汽车电子、通讯、超高清显示以及特种应用。
而此次增资,北电集成将把工艺拓展至28—55nm,在增强自身实力的同时,也将制造技术提升起来,这无疑也是为国产芯片增砖添瓦。
成熟芯片持续发力
目前,国内共有44座晶圆工厂,其中有22座正在建设中,2024年新投产18座晶圆厂,每月产能将从760万片增长至860万片。
这些新增产能就包括此次增资的北电集成12英寸晶圆项目,还有中芯国际、华虹集团、合肥晶合集成等新投项目。
例如:中芯国际斥资1500亿,在北京、上海、深圳和天津,新建4座晶圆厂,全部投产后,产能可增加35万片/月。
华虹集团在无锡投资470亿,新建一条12英寸晶圆生产线,新增产能8.3万片/月。
晶合集成在合肥投资210亿元,新建了一条12英寸晶圆生产线。
有网友不太明白,为什么我们一直扩大成熟工艺芯片市场,而不是直接奔7nm、5nm先进工艺呢?
一方面,成熟工艺应用范围更广,涉及工业、消费、通讯、汽车等多个领域,使用场景高达70%。
我们日常使用的家用电器、汽车、路由器等,都使用的28nm以上成熟工艺的芯片,只有智能手机、笔记本电脑、AI、超算等领域才需要先进工艺的芯片。
在军工领域,更是严重依赖成熟芯片,有的还在使用180nm芯片,为什么?因为新进工艺的芯片,由于技术问题,它的安全和可靠性反而比不过成熟工艺。
而另一方面,我们也不得不面对,缺少先进半导体设备、导致芯片制造工艺落后的现实。
7nm以下芯片,台积电、三星、SK海力士、英特尔等都使用的EUV技术,只有国内使用DUV技术,因为我们买不到先进的EUV光刻机。
EUV光刻机从诞生的那一刻起,就遵守了《瓦森纳条约》,对中国禁运,包括零部件。DUV光刻机虽然也能制造7nm芯片,但是良品率低、成本高、发热量大。
所以,在现阶段,我们需要在成熟芯片上不断的发力,抢占市场,完善产业链。
根据市场统计,中国大陆芯片在28nm成熟工艺上市场份额为29%,排在第二位,第一位是中国台湾省,市场份额为49%。
而随着,内地产能的不断扩张,内地成熟芯片未来五年有望达到1500万片/月,成为真正意义上的全球第一,当然是仅限于28nm以上。
更为关键的是,我们会掌握成熟芯片全产业链,从EDA、设计、制造、封装测试、到半导体设备、半导体材料。
EDA方面,华大九天、概伦电子、华为均可以满足成熟工艺的需求,华为九天部分EDA工具还支持5nm。
设计方面,华为海思杀入了全球前四、阿里平头哥、百度、摩尔线程等都可以设计出7nm以下的先进芯片。
制造上,中芯国际、华虹集团、合肥晶合集成,北电集成均实现了28nm工艺的量产,部分企业还实现了7nm。
封装测试,长电科技已经做到了4nm,仅次于安靠和日月光。
半导体材料,跻身全球前六,突破日本垄断,成熟工艺上做到了自主化。
半导体设备方面,九大核心设备(光刻机、蚀刻机、离子注入机、CVD、PVD、化学机械抛光机、金属蒸发设备、清洗设备、检测设备)除了光刻机,均做到了28nm。
目前光刻机官宣的仅为65nm分辨率,相当于ASML二十年前的设备,我们需要进一步升级迭代至浸润式DUV光刻机,才能够满足14nm、28nm芯片的制造需求。
按照目前的发展速度,2—3年就可以实现,届时我们将是全球唯一实现成熟芯片全产业链自主化的国家,并且市场份额大幅领先。
但是,先进工艺是我们的薄弱环节。
因为EUV光刻机的限制,国产芯片目前止步于7nm,虽然牺牲良品率和成本的情况下,可以实现5nm工艺,但意义并不大,因为海外芯片已经迭代至了3nm。
台积电还计划在7nm平台上,专门开发用于汽车领域的设计平台和芯片IP,可以为汽车厂商提供更高性能、更低功耗的汽车芯片,从而实现从28nm向7nm的顺利迁移。
就在11月11日,美商务部已经致函台积电,要求台积电停止为大陆AI芯片企业提供代工服务,被称为“7nm断供”。
可以说,在先进芯片领域,台积电处于绝对的领先地位,7nm以下工艺市场份额超过90%,苹果、高通、英伟达、博通、联发科、AMD都是其客户。
台积电有底气对大陆芯片企业说“不”,同时也按照美方要求,在亚利桑那州建造3nm、4nm先进晶圆厂,而在中国南京建造28nm成熟晶圆厂。
反观大陆,因为缺少5nm、4nm、3nm晶圆厂,所以在AI芯片、手机SoC、先进CPU方面一直受到限制。
AI是当下最火的风口,也被誉为第四次工业革命,其核心底座是算力,而算力的基础就是AI芯片,尽管我们可以设计出先进的AI芯片,但是苦于无法制造,只能停留在PPT阶段。
而手机SoC的受限,导致高通可以堂而皇之的把骁龙芯片卖到1700元的高价。
所以发展新进芯片,打造国产EUV光刻机刻不容缓。
总的来说,北电集成的增资扩产,对中国芯片产业是非常有利的,它可以让国产芯片在成熟工艺上继续扩大优势,最终吃掉海外芯片的份额。
但同时,我们也要加快在先进工艺上的研发,让中国芯片从“有没有”到“强不强”,最终实现跨越式发展。
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