目前国内芯片制造行业格局十分清晰,在10nm以下先进制程领域,大陆仅有中芯国际一家能够实现量产突破。
凭借DUV多重曝光工艺,中芯国际已经稳定量产等效7nm的N+2工艺,同时N+3工艺也就是等效5nm制程,也在稳步试产阶段。
反观国内其他芯片代工企业,工艺基本停留在28nm及以上成熟制程,暂时无法触碰先进制程领域。
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很多人以为,实现7nm技术突破后,国产高端芯片就能彻底摆脱卡脖子困境,但现实并非如此。技术突破只是第一步,当下中芯国际面临最棘手的问题,是7nm先进制程产能严重不足,完全跟不上国内市场的需求,缺口十分突出。
从公开行业数据来看,中芯国际7nm工艺的AI芯片年制造产能,不足300万颗。
可就是这有限的产能,却被国内十多家芯片企业争抢,供需矛盾格外尖锐。其中需求体量最大的就是华为,旗下麒麟手机Soc芯片、昇腾系列AI芯片,均采用7nm工艺制造,单是手机芯片的产能需求,就占据了大量产能份额。
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更关键的是,海外代工厂对国内AI芯片企业全面设限。台积电、三星等国际巨头,受相关规则约束,无法为国内企业代工高端AI芯片,相关生产必须取得特殊许可证,基本处于受限状态。这也意味着,国内绝大多数自研AI芯片,只能依靠中芯国际的7nm产能落地生产。
除华为之外,寒武纪、阿里达摩院、摩尔线程、沐曦等十多家本土芯片企业,都有稳定的7nm AI芯片代工需求。综合行业统计,国内这类高端AI芯片的年度总需求,已经突破400万颗。对比中芯不足300万颗的产能,仅AI芯片领域,产能缺口就达到30%至40%,供需失衡问题十分突出。
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不少人感到疑惑,既然技术成熟、市场需求爆满,为什么中芯国际不直接扩产,补齐产能缺口?其实核心问题不在于中芯本身,而是外部封锁和国产设备的短板。目前中芯能够量产7nm芯片,依靠的是早年采购的成熟设备,后续受美国技术封锁影响,先进制程相关设备完全无法进口,没有新设备加持,就无法规模化扩产。
想要突破困局,唯一出路就是全面推进半导体设备国产替代。但现阶段国产半导体设备,大多只能适配28nm及以上成熟制程,能够匹配7nm先进制程的设备,还未实现大规模商用落地。这就导致中芯国际即便有技术、有订单、有市场,也只能受限现有产能,无法快速扩产。
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由此可见,国产先进芯片的突破,从来不是单靠一家企业就能完成的。中芯国际已经打通7nm制造工艺,当下最大的短板,已经从芯片制造工艺,转变为高端半导体设备。
后续想要彻底解决产能紧缺问题,填补40%的产能缺口,需要整个国产半导体设备产业链共同突破,补齐设备短板,才能真正实现先进芯片自主可控、产能自由。
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