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市場(chǎng)是一個(gè)殘酷的游戲，有需求、能產(chǎn)生價(jià)值就會(huì)被青睞，反之就會(huì)被拋棄。今天，我們以“事后諸葛亮”的角度來(lái)聊一聊最近又火起來(lái)的28nm制程工藝。
各大晶圓代工廠紛紛擴(kuò)產(chǎn)28nm制程工藝
從2020年開(kāi)始的芯片短缺潮，已經(jīng)嚴(yán)重打亂了晶圓代工廠商的技術(shù)發(fā)展路線。按照摩爾定律，2021年本應(yīng)該是芯片技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破爆發(fā)的一年。但在巨大的需求刺激下，3nm、2nm的研發(fā)進(jìn)度已經(jīng)落后于預(yù)期，“賺錢(qián)真香”定律打敗了摩爾定律，因?yàn)?8nm制程工藝是成熟工藝，只需要建廠就能擴(kuò)產(chǎn)，只要有量產(chǎn)就能大把掙錢(qián)。
今年3月17日，中芯國(guó)際與深圳市政府以建議出資的方式新建晶圓廠，總投資額預(yù)計(jì)將達(dá)到23.5億美元，主要生產(chǎn)28nm及以上集成電路，并提供相應(yīng)的技術(shù)支持。新晶圓廠預(yù)計(jì)于2022年建成投產(chǎn)，設(shè)計(jì)產(chǎn)量為4萬(wàn)片/月12英寸晶圓。
今年九月，上海臨港自貿(mào)區(qū)，中芯國(guó)際再次宣布，將再新建一個(gè)28nm及以上晶圓代工廠，總投資額達(dá)到88.7億美元，設(shè)計(jì)產(chǎn)能為每月十萬(wàn)片12英寸晶圓。
今年三月，力積電位于銅鑼的第九廠區(qū)正式開(kāi)建，將主要10-50nm成熟制程工藝。設(shè)計(jì)產(chǎn)能為10萬(wàn)片/月，2023年開(kāi)始分期投產(chǎn)，總投資達(dá)2780億新臺(tái)幣。
格芯的晶圓代工生產(chǎn)基地主要位于新加坡、德國(guó)和美國(guó)。其中，新加坡主要生產(chǎn)40nm工藝，德國(guó)主要生產(chǎn)28nm，美國(guó)則是14nm。今年六月，格芯宣布投資60億美元用于擴(kuò)大產(chǎn)能，其中10億美元用于德國(guó)的28nm工藝擴(kuò)產(chǎn)。
聯(lián)電的做法更加直接。在2018年，聯(lián)電就放棄了12nm以下先進(jìn)工藝的研發(fā)投入，將主要的精力和資金用于28nm工藝的生產(chǎn)。順便提一句，即便如此，2021年聯(lián)電的產(chǎn)能也被搶購(gòu)一空。
臺(tái)積電是晶圓代工的龍頭老大，雖然2nm和3nm工藝的研發(fā)并未停止，但已經(jīng)將越來(lái)越多的精力轉(zhuǎn)向了28nm的擴(kuò)產(chǎn)。今年四月，臺(tái)積電南京28nm晶圓廠擴(kuò)產(chǎn)，產(chǎn)能擴(kuò)大到4萬(wàn)片/月，總投資28.87億美元。11月9日，臺(tái)積電與索尼聯(lián)合設(shè)立一個(gè)子公司，用于生產(chǎn)22nm和28nm集成電路晶圓產(chǎn)品，規(guī)劃產(chǎn)能為4.5萬(wàn)片/月。同一天，臺(tái)積電宣布在高雄煉油廠設(shè)廠，生產(chǎn)7nm和28nm晶圓。
28nm制程工藝的興起
28nm是非常重要的一個(gè)工藝節(jié)點(diǎn)，最早由臺(tái)積電推出。隨后，三星、格芯和中芯國(guó)際等晶圓代工廠相繼攻克28nm工藝。
2015年到2016年的兩年間，隨著智能手機(jī)的興起，28nm工藝被廣泛應(yīng)用在手機(jī)處理器和網(wǎng)絡(luò)基帶之中，到2017年迎來(lái)爆發(fā)。28nm工藝的應(yīng)用范圍十分廣泛，涵蓋了包括手機(jī)、電腦、物聯(lián)網(wǎng)以及各種消費(fèi)電子。
28nm工藝的重要之處在于，它是先進(jìn)工藝和成熟工藝的分界點(diǎn)。相比40nm，28nm晶體管速度更快、柵密度更高、功耗更低。在相同成本下，28nm的性能更加優(yōu)秀。28nm工藝以下的工藝節(jié)點(diǎn)，成本急劇攀升：28nm制程工藝的成本約為0.63億美元，而5nm則攀升至4.76億美元，成本增加了7倍多。
28nm制程工藝被打入冷宮
隨后，28nm工藝來(lái)到了盛極而衰。由于當(dāng)時(shí)28nm太過(guò)風(fēng)光，引來(lái)了大量晶圓代工廠的跟風(fēng)。2018年，28nm出現(xiàn)了產(chǎn)能過(guò)剩。
2018年第三季度，臺(tái)積電全球28nm工藝產(chǎn)能?chē)?yán)重過(guò)剩，將在未來(lái)幾年都處于供過(guò)于求的狀態(tài)。也正是從那時(shí)開(kāi)始，臺(tái)積電投入大量資金進(jìn)行先進(jìn)工藝的研發(fā)，試圖調(diào)整產(chǎn)能結(jié)構(gòu)，改善經(jīng)營(yíng)環(huán)境。也是從這時(shí)開(kāi)始，臺(tái)積電28nm產(chǎn)能急劇下降。
聯(lián)電的情況比臺(tái)積電更加不容樂(lè)觀。2018年第四季度，聯(lián)電首次出現(xiàn)虧損。在先進(jìn)工藝研發(fā)不斷出現(xiàn)突破的情況下，28nm工藝的盈利能力也急劇下滑。
羊毛出在羊身上。5nm工藝的成本比28nm上漲了7倍多，售價(jià)也高了將近6倍。即使是在今年，5nm晶圓的售價(jià)也高達(dá)1.7萬(wàn)美元，而28nm晶圓的售價(jià)只有3千美元。誰(shuí)具有更強(qiáng)的盈利能力一看便知。
為何28nm工藝能迎來(lái)第二春？
可是，誰(shuí)也沒(méi)有想到，2020年的一場(chǎng)疫情，能給全球造成如此大的影響。疫情的原因，讓我們變得“不適合”出門(mén)，這直接帶動(dòng)了消費(fèi)電子需求的急劇增長(zhǎng)。以今年剛過(guò)去的雙十一購(gòu)物節(jié)為例，消費(fèi)電子占據(jù)了大部分的銷(xiāo)量，首次超過(guò)服裝等傳統(tǒng)需求。
同時(shí)，智能物聯(lián)網(wǎng)、5G和新能汽車(chē)進(jìn)行了推波助瀾，讓萎靡多年的28nm及以上成熟制程的需求暴漲，直接導(dǎo)致了芯片供應(yīng)的嚴(yán)重短缺，影響了眾多行業(yè)的正常生產(chǎn)。
事實(shí)證明，28nm雖然不是先進(jìn)工藝，但也絕不是落后工藝。作為成熟工藝中最重要的節(jié)點(diǎn)，28nm在未來(lái)數(shù)年內(nèi)將重新煥發(fā)競(jìng)爭(zhēng)力。
28nm晶圓產(chǎn)能將在2024年爆發(fā)
隨著各晶圓代工廠加大成熟工藝的投資建廠，預(yù)計(jì)到2024年，28nm工藝的產(chǎn)能將集體爆發(fā)。到2025年，28nm及以上成熟工藝的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到48%，基本與先進(jìn)工藝評(píng)分秋色。
在28nm工藝的生命周期中，臺(tái)積電擔(dān)任了非常重要的角色。28nm由臺(tái)積電而生，由臺(tái)積電而火，由臺(tái)積電而衰。這次，同樣也是由臺(tái)積電而煥發(fā)新生。從全球范圍來(lái)看，28nm工藝主要分布在亞洲，臺(tái)積電和聯(lián)電則是28nm的執(zhí)牛耳者。到2024年，隨著高雄、熊本、南京三座晶圓廠投產(chǎn)，臺(tái)積電在28nm工藝的市占率將獨(dú)占鰲頭。
除了臺(tái)積電，中芯國(guó)際在28nm工藝的擴(kuò)產(chǎn)行列中，算是最積極的了。深圳、北京、上海臨港的晶圓項(xiàng)目投產(chǎn)之后，中芯國(guó)際的月產(chǎn)能將增加24萬(wàn)片。目前，F(xiàn)inFET/28nm工藝創(chuàng)造的營(yíng)收占中芯國(guó)際的18.2，到2024年，這一數(shù)字將大幅提高。
未來(lái)的芯片競(jìng)爭(zhēng)格局會(huì)是怎樣，現(xiàn)在還不好說(shuō)。最起碼，有的企業(yè)已經(jīng)占據(jù)了風(fēng)口，飛起來(lái)是遲早的事情。至于下一個(gè)風(fēng)口在哪里，那也是四年之后的事情了。四年可以改變很多事情，贏了當(dāng)下的四年，往后的芯片市場(chǎng)格局還真的不好說(shuō)。
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