先进工艺VS28nm全产业链国产化，哪个更重要？

路科验证 2023-02-28 12:12

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在半导体工艺制程的发展过程中，28纳米是一个非常重要的节点，我们也把28纳米看作是先进工艺和成熟工艺的分水岭。

台积电在2011年完成了28纳米工艺的研发，SMIC和华虹宏力分别在2015年和2018年攻克了28纳米工艺。

我们现在天天在新闻上看到的都是7nm、5nm的芯片，但28nm的性能并不差。手机上28nm的芯片，大概集中在2012-2013年。搭载在iphone 5s上的A7处理器，以及在2012年4月，高通发布的骁龙4代处理器都是28nm工艺。

下图是IC Insights发布的2020-2024年全球晶圆产能预测报告。可以看出19-21年以前10nm及以下占比较小，分别为4.4%，10%，16%。并且这部分占比的玩家只有台积电和三星。在10-20nm，占比不少，玩家又多了英特尔，格罗方德，SMIC等。

台积电和三星是追求先进制程foundry的代表，特点是高研发投入，高市场收益，所以先进产能是他们主要的盈利方向。

从应用领域来看，目前除了应用于手机，电脑的CPU，GPU，AI等芯片应用先进工艺，对我们日常生活应用的大多数产品，28纳米工艺完全可以满足，包括智能手表，中低端平板电脑等消费电子产品，电视、空调、冰箱等家用电器，再到汽车，工业等领域，28纳米的成熟工艺芯片依然是主流。

28纳米工艺依然有着广泛应用的原因是其性能在这些领域完全够用，并且其在功耗、成本，可靠性方面也有着很好的平衡。可以说，28纳米工艺在各家芯片制造厂依然是主要的盈利方向。

下图是各家foundry在成熟工艺的占比，可以看出大陆厂商只有SMIC和华虹宏力占比超过5%，分别为6%和11%。在成熟工艺的市场上，我国半导体的自给率应该在20%左右。依然有巨大的替代空间。

虽然中芯国际和华虹宏力能完成28纳米工艺的量产，但尚未完成产业链的完全国产化，落后的环节主要还是在关键设备和材料上。国内高端工艺的的市场目前我手里没有数据，但如果完成28nm全产业链的国产化，在产能充足的情况下，相信能满足国内70%-80%的芯片供应。

我国最先进的光刻机是上海微电子装备的光刻机，最高可制造90纳米工艺的芯片。我国尚未有具备28纳米制程能力的光刻机，主要在于精密光学器件的落后，目前，长春光机所，茂莱光学都在光源领域进行技术研发及探索。

如国光刻机被美国封禁，国内的芯片制造公司将失去14纳米、28纳米等工艺制备能力。

所以，在自力更生的口号产出真实的成果之前，台积电与联电等在中国大陆的工厂，会继续成为中国半导体的核心支撑。

28纳米工艺的芯片应用广泛，市场份额巨大。对我国半导体产业来说，完成28纳米全产业链的国产化，比盲目的追求先进工艺来得更有意义。

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路科验证专注于数字芯片验证的系统思想和前沿工程领域。路桑是Intel资深验证专家，主持验证架构规划和方法学研究，担任过亿门级通信芯片的验证经理角色。在工程领域之外，他在西安电子科技大学和西安交通大学客座讲授芯片验证课程。著有书籍《芯片验证漫游指南》。

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