納米製程進度如何？英特爾/三星/台積電/中芯國際都做了哪些努力

納米製程是半導體製造領域的核心技術，最近英特爾擴建10nm工廠，三星14億買10台光刻機，開動7nm工廠，其6nm也正在計劃中，今年初，台積電5nm已經動土，大陸半導體製造和先進地區還存在一定差距，在大基金和地方政府的支持下，中芯國際等半導體製造企業一直在努力突破。

納米製程對半導體公司意味著什麼？

在半導體晶元行業，企業的模式主要分三種，像英特爾這種，從設計，到製造、封裝測試以及投向消費市場一條龍全包的企業，稱為稱為IDM(Integrated Design and Manufacture)公司。

而有的公司只做設計這塊，是沒有fab（工廠）的，通常就叫做Fabless。例如AMD、高通、博通等。而還有的公司，只做代工，只有fab，不做設計，稱為Foundry（代工廠），常見的台積電等。

納米製程是針對IDM和Foundry而言，Fabless沒有工廠，不需要擔心納米製程的問題。他們只需要選擇合作對象，給他們設計的晶元進行代工，所以更先進的製程對於IDM和Foundry的意義就不言而喻了。

那麼目前納米製程發展現狀如何呢？全球知名代工廠中芯國際、英特爾、三星、台積電都有哪些新突破和新動作？

未來中芯國際28納米

將有可喜的增長

親歷50年中國半導體產業發展歷程的著名學者、行業評論家莫大康，前幾天發布了一篇文章《中芯國際要邁過28納米的坎》中談到，中芯國際在28納米技術上的發展現狀。

業界公認28納米是長壽命節點，未來的7納米也是一樣。據IBS公司的預測，隨著28nm工藝的逐步成熟，市場需求呈現快速增長的態勢。從2012年開始的每年91.3萬片，2014年的294.5萬片，一直到2017年的463.3萬片，達到頂峰。即便到2020年時預測市場需求仍每年可達428.7萬片。它與通常的先進工藝製程不太一樣，被更先進工藝製程的替代速率下降緩慢，因此受到代工業界十分重視。

28nm製程工藝主要分為多晶硅柵+氮氧化硅絕緣層柵極結構工藝(Poly/SiON)和金屬柵極+高介電常數絕緣層(High-k)柵結構工藝(HKMG工藝)。Poly/SiON工藝的特點是成本低、工藝簡單，適合對性能要求不高的手機和移動設備。HKMG的優點是大幅減小漏電流、降低功耗、及提升性能，但是工藝相對複雜，成本與Poly/SiON工藝相比較高，有人預測高約50%。

全球28納米製程的代工銷售額，每年約90-100億美元，其中台積電佔80%以上。全球代工28納米產能，總體上是供不應求，所以台積電的28納米產能利用率經常達100%，其原因複雜。如依2016年底統計，台積電是目前全球28nm市場的最大企業，產能達到每月155,000片，佔全球28nm代工市場產能的62%；三星，GlobalFoundry，聯電的產能分別達到了每月30,000片，40,000片和20,000片。從供應端分析，2016年全球28nm的產能總供給為每月25萬片。

而從應用端市場分析，據賽廸顧問的資料，28nm工藝主要應用領域仍然為手機應用處理器和基帶。至2017年之後，28nm工藝雖然在手機領域的應用有所下降，但在其他多個領域的應用迅速增加，目前能看到的應用領域有OTT盒子和智能電視領域。在2019-2020年時，混合信號產品和圖像感測器晶元也將規模使用28nm工藝。

據預測未來中芯國際的28納米將有可喜的增長，如2017 Q4它的28納米己占該季銷售額787M美元的11.3%，也即達到8893萬美元。未來它的28nm產能將實現快速的增長，從2016年的1.7萬片/月，可能到2018年底的6萬片/月。從技術方面在Q4法說會上樑孟松表示今年下半年將打通HKMG工藝，並由於價格競爭，它的28納米代工價格受到壓力，影響了毛利率。總體上預測中芯國際的28納米應該達到2018年營收的15%-20%。

英特爾砸320億

擴建10nm製造工廠

2月23日消息， 路透社報道，英特爾決定向位於以色列南部的Kiryat Gat工廠投資50億美元（約合人民幣317億元），用於後者半導體製程工藝的改良。

英特爾砸320億擴建10nm製造工廠（圖片來自baidu）

報道稱，目前Kiryat Gat僅僅基於22nm工藝，工具、設備等都落後於當下頂尖。不過接下來，英特爾將在今年開始注資，2020年完成投放，並讓KG工廠有效地提升產能。

消息稱，英特爾將把KG改造為自己10nm工廠的有效支撐。而Intel的10nm晶元在2017年底開始出貨，2018年下半年進入大規律量產期，預計至少會在主流市場維持3年的時間。

按照英特爾CEO Brian Krzanich的表述，10nm首批晶元的進程一切都在計劃內，今年年底前肯定能夠發貨，不過數量不會很多。

分析認為，這次年底的這批10nm晶元屬於早期量產，真正想要大批量出貨預計要等到2018年下半年，那時候才有可能上PC平台。

三星7nm晶圓廠正式動土

14億美元安裝10台EUV光刻機

2月22日，三星電子位於韓國華城市的晶圓新廠宣布在2月23日正式動土，預定明年下半年開始量產7nm以下製程的晶元，未來可望在智能裝置、機器人的客制化晶元取得不錯進展。

據報道，三星計劃投入56億美元升級晶圓產能。位於華城市的晶圓新廠將安裝超過10台極紫外光(EUV)微影設備，由於每台EUV設備要價皆多達1.4億美元，因此光是採購光刻機的費用，就將達到14億美元。三星6nm晶圓廠的建設計劃，也會在近期公布。

相較之下，台積電則已開始開始試產7nm晶元，預定第2季為聯發科推出晶元原型，並於明年初開始全力量產。

台積電採用5nm先進位程的12寸晶圓廠已於今年1月26日正式動土，預計第一期廠房明年第一季就可完工裝機、2020年年初進入量產。台積電公告指出，待2022年第一、二、三期廠房皆進入量產時，年產能預估可超過100萬片十二寸晶圓。

台積電2016年以優越的前端硅晶圓製造和最新封裝科技，將蘋果的應用處理器訂單整碗捧走，三星決心雪恥，傳出要在2018年研發全新的封裝製程，搶回蘋果訂單。

韓國媒體報導，業界消息確認三星半導體事業部已經投入資金，擬開發全新的扇出型晶圓級封裝製程，由三星去年底從英特爾挖角的半導體研究機構董事OhKyung-seok全程監製。三星堅信，等封裝製程研發完畢後，蘋果訂單即可順利奪回，因此公司也會趕在2019年結束前，將量產設備打造完畢。

台積電是全球第一家把應用處理器的扇出型晶圓級封裝技術商業化的晶圓代工業者，也因此贏得iPhone7的16奈米A10處理器、iPhone8的10奈米A11處理器訂單。專家認為，雖然三星、台積電的前端硅晶圓製程技術不相上下，但蘋果對台積電的封裝科技評價很高，也決定把訂單交給台積電。

業界人士指出，三星到目前為止依舊把重點放在前端製程，對後端的投資並不多，在痛失蘋果訂單後，三星如今終於感受到後端封裝的重要性。

三星將代工5G晶元

採用7nm製程工藝

2月22日消息，近日三星電子在其官方網站上正式宣布，他們已經獲得了高通5G晶元的代工權。這一次的高通5G晶元將採用7nm製程工藝。同時，這一技術節點還會引入EUV（極紫外光刻）。

三星將代工高通5G晶元：採用7nm製程工藝（圖片來自於cnbeta)

據了解，三星的全新7nm製程工藝技術與10nm製程工藝相比實現面積縮小40%、10%的性能提升、35%的功耗下降。此前高通已經宣布正在研發介於10nm和7nm的8nm中間製程，同樣會與三星進行合作，同樣值得期待。

驍龍845處理器本月就將迎來第一款旗艦機三星Galaxy S9。就在最近，國外媒體PC Mag表示他們已經獲得了一些驍龍850的信息。這款新處理器將於今年年底上市，並將成為首款搭載消費級5G通訊模組的處理器。

PC Mag指出，驍龍850處理器將以Windows 10 on ARM設備的形態出現，但是性能提升的幅度並不會很大。有分析人士認為，驍龍850的推出只是針對筆記本產品進行小幅改進。同時，這些媒體還認為，驍龍850將是高通旗下首款消費級5G模組。

台積電5nm晶圓廠動工

投資1500億元2020年初量產

1月27日消息，據國外媒體報道，台灣半導體製造商台積電宣布，5nm晶圓十八廠動工，預計2020年年初量產。

台積電董事長張忠謀表示，5nm技術的整體投資初估約新台幣7000億元（約合1530億元人民幣），十八廠的總投資額則為新台幣5000多億元。十八廠是台積電在台灣的第四座超大型十二寸晶圓廠。

台積電錶示，今日動土興建之晶圓十八廠第一期廠房，預計於2019年第一季完工裝機並於2020年年初進入量產；此外，第二期也將於2018年第三季動工，預計於2020年進入量產；第三期廠房則預計於2019年第三季動工，預計於2021年進入量產。待2022年第一、二、三期廠房皆進入量產時，年產能預估可超過100萬片十二寸晶圓，並創造4000個工作機會。

晶圓是指硅半導體集成電路製作所用的硅晶片，由於其形狀為圓形，故稱為晶圓。台積電稱，晶圓十八廠延續所有十二寸超大晶圓廠綠廠房的高標準規格，在設計之初，即對「節水、節能、防污、減廢」有周詳的規劃，同時亦營造機能完整的生態綠地空間。

來源：芯師爺