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张忠谋果然说的没错,美日欧严重误判半导体,中国芯片计划才是正道

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近日,台湾岛内芯片制造巨头台积电创始人张忠谋表示,各国为了实现半导体自给自足,将芯片生产带到本土的共同努力表示担忧。

他表示,各国想拥有自己本国的,能安全应用的芯片制造能力是好事,但是这样容易打破自由贸易体系。他提出,目前对于更大的民用市场,自由贸易供应链仍是最好办法。


美国、日本和欧盟已经公布了新一轮投资计划,以将芯片制造保持在其国内。

三星、台积电甚至是格芯都成了各国之间最抢手的“明日之星”。

日经亚洲援引张忠谋的话说,试图逆转全球化是非常不切实际的。如果执意如此,全球芯片制造成本将会上升,同时导致技术进展放缓。

张忠谋着重表示,极有可能发生一个情况是,某个国家或某个机构花费数千亿和多年时间,都无法实现自给自足、成本高的供应链。


同时,从美国、日本、欧洲的计划也可以看出,这三者都在追求最先进的制造工艺。

美国正在与台积电、三星同时洽谈建厂事宜,瞄准台积电5nm和三星3nm工艺。

日本的策略虽然不及美国激进,希望建立16nm生产线,但是最近有消息传出,日本执意打造一条“非美系生产线”,在最大程度摆脱美国依赖。为丰田、本田等日系车企的新能源事业保驾护航。


欧洲坐拥ASML光刻机生产商以及比利时微电子研究中心,这两家机构被誉为“两颗半导体行业的皇冠明珠”。

在此基础上,欧洲提出将在2030年之前实现打造2nm芯片供应链的愿景,并且在10年后拥有全球领先优势。

这些看似高屋建瓴的计划,对于美日欧来说,想要实现无非是钱多钱少的问题,只要前提肯投资,以足够优惠的政策邀请台积电或三星,在几年之后实现并没有太大困难。

但是,由于芯片行业的特殊性,随着制程工艺的缩小,投资和运营成本在大幅度上涨。


以在光刻机上使用的掩膜举例,40nm上使用的掩膜成本为200万美元,而28nm上使用的掩膜则在400万美元到600万美元不等。

14nm工艺的掩膜成本则上升了好几个数量级,2014年刚投产时是3亿美元。

如今,苹果A系列芯片和海思麒麟9000采用5nmEUV(极紫外光)工艺,掩膜成本已经突破5亿美元。

这意味着,随着制程工艺的更新换代,尖端市场所能容纳的厂商将越来越少。如果各国都执意追求最先进的制程工艺,必然导致先进工艺的成本大幅度上升。

话说如此,但是对于中国来说,实现28nm芯片自主制造是当务之急。

28nm被视为成熟工艺和先进工艺的“分水岭”,并不是所谓的“低端芯片”、“落后芯片”。

其次,28nm以上成熟制程占当前芯片市场规模的60%,中国市场对于28nm芯片有旺盛需求,并且将保持很长一段时间。

此前,中国工程院院士、浙江大学微纳电子学院院长吴汉明表示,如果我们不加速发展,未来芯片产能差距相当于8个中芯国际。

例如,在新能源汽车上大量使用的MCU芯片,大多采用28nm、40nm工艺制造。如今大量国产汽车制造商面临严重缺芯问题,带来巨大挑战的同时,也是中国芯片行业的发展机遇。

倪光南院士也曾表示:“一旦我们28nm芯片实现了完全国产化,很多下游应用行业将都可以实现国产芯片的自给与替代。”

一个更能说明问题的事情在于,此前在《关于印发新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展若干政策的通知》中提到,经营期15年以上的集成电路生产企业或项目,只要集成电路线宽突破28nm,可获得第一年至第十年免征企业所得税的奖励。

这也足够说明28nm对中国半导体供应链的重要性,打造28nm自主生产线也不存在重复建设问题。


目前,中芯国际已经实现28nm工艺量产,并且有消息称中芯国际在该节点的良率和成本优势已经超越三星,仅次于台积电。

华虹半导体也正在攻关28nm工艺,有望在明年实现风线试产。

作为中国芯片业界两大巨头,依然对进口设备有极度依赖,仅凭这两家的力量打造自主供应链,并不现实。

此前,中国芯片行业发展较慢,一方面是挑战先进工艺的技术难度,另一方面是国产设备和材料无法进入生产线,得不到发展机会,后者比前者更为致命。

在中国本体芯片行业快速发展的背景下,国产设备无人问津的问题已经得到了极大改善。

留给中国芯片行业的最大难题在于克服技术鸿沟,借助现有28nm生产线的经验,打造自主体系。

一般来说,芯片制造主要工艺核心工艺包含硅片制造、热处理、光刻、离子注入、薄膜沉积、化学机械抛光、清洗和封装检测。

以上8大环节除了光刻工艺仍有瓶颈以外,国产关键设备已经可以满足28nm工艺的需求。


国产厂商也在朝着该方向努力,上海微电子是国内技术最先进的光刻机厂商,但目前只能量产90nm光刻机。据报道,2021年上海微电子或将完成28nm国产光刻机的交付。

一旦上海微电子完成交付,国产晶圆厂只需要把各工艺环节打通,把点串成线,打造非美系供应链并非天方夜谭之事。

对于中国的高科技产业,已经出现“过分关注”、“盲目乐观”等现象,但凡中国芯片行业出现一点动向,就会引起“大面积沸腾”,“突破美国封锁”等口号甚嚣尘上。

由于芯片行业的特殊性,人才培养,技术积累、产能形成都比其他行业的周期长得多。突破美国封锁是迟早的事情,但是作为芯片行业的“观众”,还需要更大的耐心和理性。

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