台积电关闭EUV光刻机，中芯国际却突破成功：自主研发的路走对了

芯片的重要性正在提升

小到物联网设备，大到宇宙飞船，无论是工业还是生活领域，芯片已经成为最重要的组成部分之一。芯片不仅仅意味着性能，同时其安全和可靠性的需求也不容忽视。

在很长一段时间之内，全球芯片行业一直被英特尔、三星、台积电所把持，这也导致半导体的绝大多数利润都被这些上游厂商所获取，相反国内厂商则只能获取产业下游的微薄利润，这对国内半导体产业的发展可以说十分不利。

作为国内芯片制造厂商，中芯国际是距离台积电差距最小的存在，就连台积电创始人张忠谋也曾经表示，台积电不能松懈，因为中芯国际落后台积电的差距也不过仅有5年而已。虽然5年依然是一个不容忽视的差距，但是也证明芯片想要追赶甚至完成超越也并非不可能的任务。

中芯国际为何落后

目前中芯国际在芯片领域的落后可以说有两方面的原因，一方面是由于其成立时间较晚，在技术上存在着一定的差距。作为中芯国际的创始人，曾经在德州仪器从事半导体二十多年的张汝京博士于2000年在上海创建了中芯国际。

和如今半导体产业备受瞩目不同，2000年成立的中芯国际面临了很多的困难和险阻。众所周知，半导体产业是一个重投资、回报缓慢、研发周期长的行业。世界上第一块集成电路在1958年9月12日由德州仪器的杰克·基尔比（Jack Kilby）所研制而出，而他也是张汝京昔日在德州仪器的上司，而国内半导体产业距离当时全球技术的差距也在二十年以上。

在技术上落后的同时，观念上的落后同样让国内半导体产业的发展十分缓慢。作为一种前期投资巨大的产业，任何一家从零建立起来的芯片企业在早期都必然会面临长期的亏损。特别是随着2000年纳斯达克泡沫破裂，在科技产业备受震荡的同时，半导体产业同样陷入低谷，国内包括华虹在内的芯片制造厂商也深陷亏损之中，媒体也以“光靠砸钱做不起芯片”为由批评国内半导体企业的发展，也没有多人知道和了解三星的“反周期投资理念”。

但张汝京秉持着“盖厂一定要在行业低潮期”的理念，在全球科技产业寒冬的2000年开始打造中芯国际这家日后国产半导体产业的重要力量。中芯国际也凭借顽强的意志和拼搏精神，一步一步将差距从毫无希望的几十年一点一点缩短到5年。

在技术上落后的同时，另一个问题也始终在阻挠中芯国际的追赶脚步，那就是技术和设备上的封锁。按照《瓦森纳协议》的规定，最先进的高科技设备被限制出口，这也导致中芯国际在2018年4月订购的一台价值为1.2亿美元可用于7nm制造的EUV光刻机直到4年后的今天依然没有交付，这也极大延缓了中芯国际追赶的脚步，使得中芯国际不得不在成熟工艺上进行不断改良，通过进一步提升N+1、N+2等技术，即通过多重曝光、双工作台等技术辅助来提高芯片性能。

中芯国际在成熟制程领域实现反超

虽然中芯国际屡遭挫折，但是最近也有好消息传来，那就是通过长时间的打磨，在28nm以上的成熟工艺制程上，中芯国际在全球范围内已经取得了领先，更是全球首个将BCD平台推进到55nm制程的厂商。

BCD指的是Bipolar-CMOS-DMOS，其中的Bipolar是用于高精度处理模拟信号的双极晶体管，CMOS是用于设计数字控制电路的互补金属氧化物半导体，DMOS是用于开发电源和高压开关器件的双扩散金属氧化物半导体。BCD平台则是将Bipolar-CMOS-DMOS这三者集成到一个芯片上去，是一种先进的单片集成技术。通过BCD技术将可以大幅降低功率耗损，提高系统性能，节省电路的封装费用，并具有更好的可靠性。

对比全球范围内，台积电和三星的BCD工艺也停留在65nm，意法半导体的BCD工艺是90nm，因此中芯国际也确实在BCD工艺方面取得了领先。而BCD工艺可以应用在电源管理、显示驱动、汽车电子、工业控制等领域的特点也使得中芯国际在未来新能源汽车产业中拥有不小的发挥空间和优势。

罗马不是一日建成的，芯片产业的发展也不可能一蹴而就。目前虽然中芯国际在3nm等先进制程上由于缺乏EUV光刻机而处于落后地位，但是在成熟制程上已经完成了反超。

相反一心钻研先进制程的台积电则先是碰到了刚刚研发出的3nm制程遭到包括苹果在内的众多客户所放弃的困境，这也导致台积电巨额投入的研发费用可能面临颗粒无收的困境。同时由于包括高通、英伟达等厂商砍单造成高端芯片需求大幅下滑。由于EUV光刻机需要使用高能激光器，而且光线会多次折射导致损耗极大，因此每台EUV光刻机生产一天需要3万度电左右，一年耗电大约1000万度。在高端芯片需求萎靡之下，台积电也不得不关闭部分EUV光刻机以减少产量和耗电量。

相反由于新能源汽车产量的增加，对于28/56nm等成熟制程的需求则十分火热，使得中芯国际的成熟芯片制程需求旺盛。所谓失之东隅，收之桑榆，在成熟制程上耕耘的中芯国际反而迎来自己发展的良机。

通过在成熟芯片制程领域的发展，中芯国际不仅仅能够夯实自己的基础，同时也可以不断将成熟制程所获取的收益投入到先进制程的研发中去。随着摩尔定律逐渐逼近极限，受限于原子体积以及隧穿效应的影响，半导体产业的发展速度正由于物理极限的到来而不得不放缓，这也是中芯国际等国产企业实现追赶的良机。

如今我们落后的时间是5年，那么十年、二十年后国内半导体产业能否将这个差距缩小到4年、3年甚至更短呢？欢迎留言讨论。