（電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道 文/章鷹）7月15日，臺(tái)積電宣布今年第二季度實(shí)現(xiàn)創(chuàng)紀(jì)錄的銷(xiāo)售額，較去年同期增長(zhǎng)28%，營(yíng)收達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的132.9億美元。臺(tái)積電4-6月凈利潤(rùn)從去年同期的1208億新臺(tái)幣增至1344億新臺(tái)幣（合48.1億美元）。特別是來(lái)自HPC、手機(jī)、PC和車(chē)用芯片的需求帶動(dòng)。

圖：來(lái)自臺(tái)積電

臺(tái)積電的最新季報(bào)顯示，5納米制程晶圓出貨量占據(jù)了總晶圓營(yíng)收的18%，7納米制程晶圓出貨量占據(jù)了總晶圓營(yíng)收的31%，先進(jìn)制程(7納米和更先進(jìn)制程)晶圓占據(jù)了總晶圓營(yíng)收的49%，28nm營(yíng)收占據(jù)總晶圓營(yíng)收的11%。

圖：來(lái)自臺(tái)積電

此前《電子時(shí)報(bào)》報(bào)道指出，美國(guó)已經(jīng)對(duì)臺(tái)積電施加壓力，敦促臺(tái)積電不要擴(kuò)建旗下位于中國(guó)南京的芯片代工廠。臺(tái)積電這次在法說(shuō)會(huì)上直接表態(tài)，發(fā)言人強(qiáng)調(diào)會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大在南京的28nm產(chǎn)線，以滿(mǎn)足客戶(hù)的迫切需求，計(jì)劃2022年下半年開(kāi)始量產(chǎn)，2023年達(dá)到每月4萬(wàn)片的規(guī)模。

臺(tái)積電在南京擴(kuò)廠，每月會(huì)分掉2萬(wàn)片的市場(chǎng)份額對(duì)本土晶圓廠基本上沒(méi)有影響，還為國(guó)內(nèi)找不到流片渠道的IC設(shè)計(jì)公司提供流片機(jī)會(huì)。為何28nm制程如此重要？在國(guó)內(nèi)持續(xù)推進(jìn)28nm國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程時(shí)，臺(tái)積電推進(jìn)大陸建廠主要背景是怎樣的？本文進(jìn)行詳細(xì)解讀。

28nm產(chǎn)線為何重要？

芯片制造是一個(gè)高度復(fù)雜的過(guò)程，需要數(shù)年積累的技能和專(zhuān)業(yè)知識(shí)。在生產(chǎn) 28nm 和 14nm 芯片等較小的芯片時(shí)更是這樣。相比較 40nm制程，28nm 技術(shù)帶來(lái)了更好的優(yōu)勢(shì)。臺(tái)積電稱(chēng)與40nm工藝相比，28nm工藝的芯片密度達(dá)到了后者的2倍，SRAM的面積則可以減少50%。新材料新技術(shù)的應(yīng)用使得28nm工藝的速度比40nm工藝提高了45%。考慮到這些成本和技術(shù)因素，28nm工藝有望成為未來(lái)幾年的中端主流工藝節(jié)點(diǎn)。

圖表來(lái)自臺(tái)積電官網(wǎng)

2011年，臺(tái)積電28nm制程開(kāi)始量產(chǎn)，領(lǐng)先競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手3~5年，營(yíng)收占比只用了一年時(shí)間就從2%爬升到了22%。28nm為臺(tái)積電奠定了基礎(chǔ)，臺(tái)積電在晶圓代工市場(chǎng)的市占率也從2009年的45%提高到了52%以上。臺(tái)積電28nm制程支持廣泛的應(yīng)用，包括中央處理器 (CPU)、圖形處理器 (GPU)、高速網(wǎng)絡(luò)芯片、智能手機(jī)、應(yīng)用處理器 (AP)、平板電腦、家庭娛樂(lè)、消費(fèi)電子、汽車(chē)和物聯(lián)網(wǎng)。

臺(tái)積電資料顯示，其業(yè)界領(lǐng)先的28nm制程技術(shù)主要采用High-k Metal Gate (HKMG) 后柵極技術(shù)。與先柵極技術(shù)相比，后柵極技術(shù)提供更多優(yōu)勢(shì)，包括更低的漏電流和更好的芯片性能。

相比之下，中國(guó)內(nèi)地的芯片代工廠在28nm制程突破在4年之后，中芯國(guó)際在2013年第四季度實(shí)現(xiàn)28nm開(kāi)發(fā)，在2015年才量產(chǎn)28nm制程，并于2018年宣布完成28nm HKMG的研發(fā)，這是大陸首家實(shí)現(xiàn)了28nm工藝的量產(chǎn)。從中芯國(guó)際2020年39.1億美元的營(yíng)收計(jì)算，只能提供約4億多美元的28nm及其以下產(chǎn)能，月產(chǎn)能大概在一萬(wàn)片左右。

據(jù)行業(yè)數(shù)據(jù)顯示，全球28nm市場(chǎng)在百億美元左右，臺(tái)積電代工產(chǎn)能就占據(jù)一半以上，其2020年來(lái)自28nm的營(yíng)收高達(dá)48億美元。在耕耘十余年之后，臺(tái)積電擁有多個(gè)面向不同需求不同應(yīng)用的工藝平臺(tái)，為其在成本和產(chǎn)能上都帶來(lái)了巨大的優(yōu)勢(shì)。

早在車(chē)用芯片客戶(hù)與多國(guó)政府爭(zhēng)搶產(chǎn)能之前，臺(tái)積電早已看好28納米工藝搶手情況，在掌握多家客戶(hù)與長(zhǎng)約大單后，宣布在南京增強(qiáng)28納米成熟工藝產(chǎn)能，2022年下半開(kāi)始量產(chǎn)，2023年中完成4萬(wàn)片月產(chǎn)能建置，訂單來(lái)自中國(guó)等全球客戶(hù)。

車(chē)用芯片、圖像傳感器芯片、OLED驅(qū)動(dòng)芯片多采用成熟制程，28nm堪當(dāng)重任

根據(jù)Garter預(yù)測(cè)，2021年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)將達(dá)到5451億美元規(guī)模，其中車(chē)用半導(dǎo)體將達(dá)到499億美元的規(guī)模，車(chē)用半導(dǎo)體的成長(zhǎng)率將達(dá)到28.9%。目前在車(chē)用半導(dǎo)體市場(chǎng)，MCU用量最大，國(guó)內(nèi)車(chē)規(guī)級(jí)MCU主要以NXP、瑞薩、英飛凌、微芯等傳統(tǒng)國(guó)際汽車(chē)半導(dǎo)體大廠為主，CR4達(dá)到79%。國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到5%。瑞薩是全球最大的車(chē)用MCU供應(yīng)商，其28nm MCU芯片采用外部代工模式，訂單為臺(tái)積電獨(dú)攬。

數(shù)據(jù)來(lái)自Gartner，圖表來(lái)自臺(tái)灣工業(yè)研究院

目前全球經(jīng)歷車(chē)規(guī)級(jí)MCU缺貨潮。產(chǎn)能受到排擠影響最顯著的有12英寸廠的車(chē)用微控制器（MCU）與CMOS圖像傳感器（CIS），其中28nm、45nm與65nm節(jié)點(diǎn)產(chǎn)能最為緊缺。據(jù)TrendForce調(diào)查顯示，2020年28nm及以上制程的產(chǎn)品線更加廣泛，包括CMOS圖像傳感器、小尺寸面板驅(qū)動(dòng)IC、射頻元件、電視系統(tǒng)單芯片、WiFi及藍(lán)牙芯片等眾多需求增長(zhǎng)。

全球主要芯片代工廠在關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)量產(chǎn)時(shí)間表

電子發(fā)燒友根據(jù)公開(kāi)資料制圖

臺(tái)積電最新表示，28nm的eFlash是臺(tái)積電最新的嵌入式存儲(chǔ)器的節(jié)點(diǎn)，隨著28nm工藝的持續(xù)改進(jìn)，28nm制程的傳感器也已經(jīng)出現(xiàn)。還有在OLED驅(qū)動(dòng)芯片當(dāng)中，在高分辨率、低功耗等趨勢(shì)帶動(dòng)下，臺(tái)積電工廠擁有28HV和40HV兩種技術(shù)。中芯國(guó)際的28nm工藝技術(shù)主要服務(wù)于手機(jī)SOC芯片、IoT、數(shù)字電視等領(lǐng)域的終端客戶(hù)。

上海集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金董事長(zhǎng)沈偉國(guó)對(duì)記者表示，臺(tái)積電每一代先進(jìn)制程的攻克，都伴隨著ASML、泛林半導(dǎo)體等上游設(shè)備廠商更先進(jìn)節(jié)點(diǎn)的技術(shù)突破，設(shè)備廠與代工廠之間聯(lián)合研發(fā)，聯(lián)動(dòng)創(chuàng)新的模式是集成電路行業(yè)的永恒旋律。這一點(diǎn)也是目前國(guó)產(chǎn)化28nm的主要痛點(diǎn)。

從全球晶圓代工廠Fab數(shù)據(jù)來(lái)看，除了臺(tái)積電引領(lǐng)先進(jìn)工藝的高毛利，其他晶圓廠營(yíng)收都主要來(lái)自于穩(wěn)定成熟的工藝，在這些代工廠中，聯(lián)電、格芯、中芯國(guó)際等在28nm上都有穩(wěn)定性提升以及各種新產(chǎn)品的導(dǎo)入來(lái)滿(mǎn)足不同場(chǎng)景。

隨著全球車(chē)用半導(dǎo)體芯片需求大增，臺(tái)積電也在歐盟與德國(guó)力邀下，開(kāi)始評(píng)估在德國(guó)設(shè)廠的初步方案，暫定是12/16納米工藝，主要客戶(hù)包括恩智浦(NXP)、安森美(On-Semi)與英飛凌(Infineon)等大廠，其中，NXP出貨規(guī)模不斷增強(qiáng)下，近期已陸續(xù)與聯(lián)電簽下28nm長(zhǎng)約。

今年，中國(guó)本土芯片廠商也在持續(xù)推進(jìn)國(guó)產(chǎn)28nm產(chǎn)線建設(shè)。“一旦28nm在中國(guó)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，很多下游應(yīng)用產(chǎn)業(yè)將能夠?qū)崿F(xiàn)芯片自力更生。這也將能夠滿(mǎn)足手機(jī)以外的大多數(shù)電子產(chǎn)品的需求。中國(guó)工程院院士倪光南博士最近在接受中國(guó)媒體采訪時(shí)表示，這對(duì)于芯片產(chǎn)業(yè)鏈上的中國(guó)本土企業(yè)來(lái)說(shuō)將是一個(gè)非常好的機(jī)會(huì)。

在6月初的2021技術(shù)論壇上，臺(tái)積電曾經(jīng)強(qiáng)調(diào)，未來(lái)3年1000億美元投資，絕對(duì)符合客戶(hù)需求，過(guò)去臺(tái)積電是穩(wěn)健擴(kuò)產(chǎn)，現(xiàn)在要以5倍的速度來(lái)建廠擴(kuò)產(chǎn)。7月15日的法說(shuō)會(huì)上，臺(tái)積電堅(jiān)定以客戶(hù)需求為導(dǎo)向，提升28nm產(chǎn)線的產(chǎn)能。

路透社最新分析，在全球汽車(chē)芯片缺貨的形勢(shì)下，臺(tái)積電持續(xù)擴(kuò)產(chǎn)為緩解汽車(chē)芯片供應(yīng)緊缺帶來(lái)希望。臺(tái)積電在分析師電話會(huì)議上表示，從本季度開(kāi)始，其客戶(hù)的汽車(chē)芯片短缺將逐漸減少，但預(yù)計(jì)整體半導(dǎo)體產(chǎn)能緊張可能會(huì)延續(xù)到明年。

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