曾被視為最有希望今年量產(chǎn)化的28nm，迎來了美國制裁的“當(dāng)頭一棒”。

　　作為半導(dǎo)體成熟制程與先進(jìn)制程的重要分界線，近年來國內(nèi)對28nm的突破可謂突飛猛進(jìn)，無論是已經(jīng)多次對外發(fā)聲的上微28nm光刻機(jī)，還是圍繞28nm芯片量產(chǎn)的供應(yīng)鏈體系，都在迅速成型，已經(jīng)成為芯片國產(chǎn)化之路上最有希望攻克的一道城池。

　　尤其對如今處境尷尬的國產(chǎn)芯片廠商來說，攻克28nm的意義尤其重大。畢竟，該制程的產(chǎn)品如今正廣泛應(yīng)用于新能源汽車、自動駕駛、家電、通信等關(guān)鍵應(yīng)用場景。特別是自動駕駛市場，據(jù)悉大多數(shù)中國的AI芯片參與者，采用的都是28nm制程。且當(dāng)下中國很多新能源汽車制造商中，多數(shù)品牌的智能座艙、自動駕駛等芯片，也都將陸續(xù)升級到28nm甚至更高制程。由此可見，起碼在汽車領(lǐng)域，28nm制程已經(jīng)成為中國汽車智能化的分水嶺。

       但繼14nm以上先進(jìn)制程被美禁令徹底掐斷之后，美方或許又發(fā)現(xiàn)國內(nèi)在28nm領(lǐng)域已經(jīng)嶄露頭角，于是順手補(bǔ)刀，出手遏制。近日臺媒爆料，中國臺灣晶圓代制造商臺積電、聯(lián)華電子，在大陸擴(kuò)大28納米制程產(chǎn)能的設(shè)備，沒有獲得美國的供應(yīng)許可。

       不僅如此，中國臺灣的晶圓制造商若想把在臺的美國設(shè)備轉(zhuǎn)移至大陸工廠，也需要獲得美方的許可。意思舊設(shè)備轉(zhuǎn)移到大陸，也不行。目前美國尚無明令禁止這類設(shè)備轉(zhuǎn)移到大陸，但是臺灣的制造商在向美國申請時，美國沒有通過，這已經(jīng)充分意味著美國要開始對中國28nm下手了！

　　先進(jìn)制程之后 28nm為何也成“標(biāo)靶”？

　　受益于工藝的成熟加之應(yīng)用場景的異常廣泛，28nm成為此輪“缺芯潮”下產(chǎn)能要得最瘋的制程段。一方面，自2011年首獲量產(chǎn)以來至今，28nm的技術(shù)已在時間和場景上廣受市場驗(yàn)證，成為從手機(jī)處理器、基帶、OTT盒子到智能電視甚至汽車座艙和自動駕駛等各路芯片量產(chǎn)不可或缺的制程段。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，28nm訂單持續(xù)爆滿。

　　這也引得不少代工廠加緊擴(kuò)充產(chǎn)能，比如數(shù)月前華虹半導(dǎo)體宣布建設(shè)一條工藝等級為90-65/55nm的生產(chǎn)線。以及今年3月18日，中芯國際發(fā)布公告稱公司與深圳市簽訂合作框架協(xié)議，中芯深圳將重點(diǎn)生產(chǎn)28nm及以上的集成電路和提供技術(shù)服務(wù)，最終實(shí)現(xiàn)每月約4萬片12吋晶圓產(chǎn)能，預(yù)計(jì)項(xiàng)目投資金額23.5億美元（折合152.75億元人民幣）。

各晶圓廠28nm及以下的量產(chǎn)能力，圖片源自O(shè)mdia

　　還有4月份，臺積電宣布斥資28.87億美元（折合187.19億元人民幣）擴(kuò)充南京臺積電28nm產(chǎn)能的計(jì)劃，預(yù)計(jì)達(dá)到美元4萬片的生產(chǎn)規(guī)模。緊隨臺積電之后，聯(lián)電也召開線上會議，宣布投資約135.3億元人民幣擴(kuò)充在臺南科學(xué)園區(qū)的12吋廠Fab12的28nm產(chǎn)能，28nm擴(kuò)產(chǎn)高潮迭起。

　　另一方面，相比龐大的成熟制程陣營，先進(jìn)制程的玩家尤為稀缺，無論是能量產(chǎn)先進(jìn)制程的代工廠還是能盈利的IC設(shè)計(jì)廠商都遠(yuǎn)不如28nm等成熟制程體量龐大，而且隨著PC、 NB、手機(jī)、車用需求暴增，驅(qū)動面板、驅(qū)動 IC、電源管理IC、MCU、 CIS 等芯片需求增加，很多廠商為拿到更多產(chǎn)能和提升產(chǎn)品效能，都已經(jīng)轉(zhuǎn)向28nm。

　　畢竟，28nm自然有其受寵的優(yōu)勢，據(jù)IBS的數(shù)據(jù)顯示，28nm之后芯片的成本迅速上升。28nm工藝的成本為0.629億美元，到了7nm和5nm，芯片的成本迅速暴增，5nm將增至4.76億美元，3nm就自不必說。

　　如此龐大的應(yīng)用體量，自然也成為了美方籌謀已久的標(biāo)靶。選擇在國內(nèi)28nm自有產(chǎn)線可能正醞釀起步的當(dāng)下來間接性“斷供”28nm，既能夠達(dá)到打壓國產(chǎn)28nm勢力的目的，也從不那么直白的角度順勢鉗制住了國內(nèi)已經(jīng)成熟的28nm生態(tài)，讓不少本土中國半導(dǎo)體企業(yè)的業(yè)務(wù)發(fā)展受到阻礙，進(jìn)而讓國產(chǎn)28nm暫時無路可走。

　　況且，通過禁止臺積電、聯(lián)華電子將相關(guān)設(shè)備轉(zhuǎn)移到大陸進(jìn)行產(chǎn)線擴(kuò)充，也等同于是在間接性的搶奪當(dāng)下本就異常緊缺的28nm產(chǎn)能。關(guān)鍵代工大廠的產(chǎn)線資源難以運(yùn)抵國內(nèi)，自然也使得這些廠商在大陸的擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃暫時只能擱置，而擴(kuò)產(chǎn)的代工廠一般都要一年多后才能正常生產(chǎn)，這也進(jìn)一步打擊了很多大陸半導(dǎo)體企業(yè)未來數(shù)年的市場競爭力，尤其是當(dāng)下勢頭正旺的智能汽車芯片領(lǐng)域，可謂“一箭三雕”。

　　車用芯片踏入先進(jìn)制程時代 但28nm是國產(chǎn)化“主心骨”

　　智能手機(jī)之后，下一個備受熱捧的市場已確定為智能汽車場景，這也是美方這次間接性“限制令”的目的之一。畢竟，中國國內(nèi)的汽車智能化市場發(fā)展十分迅猛，已經(jīng)培養(yǎng)出了一批可以比肩國際大廠的本土汽車半導(dǎo)體企業(yè)，而這些企業(yè)采用的芯片制程大多也都是28nm以上。因此，通過掣肘大陸28nm的發(fā)展，可以達(dá)到制衡國產(chǎn)芯片壯大的目的。

　　的確，如今汽車芯片的制程趨勢已經(jīng)逐步向高階先進(jìn)制程領(lǐng)域快速挺進(jìn)，尤其是7nm領(lǐng)域正迅速成熟，芯擎科技PMM高級總監(jiān)蔣漢平在接受記者采訪時表示：“汽車芯片的制程趨勢變化包括了Machine Learning領(lǐng)域、Infotainment領(lǐng)域、Routing領(lǐng)域、傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施以及HPC。我們來看整個制程變化，Machine Learning現(xiàn)在是16納米到7/5納米，Infotainment是16納米到7納米，Routing是7納米到5納米，無線基礎(chǔ)架構(gòu)是7納米到5納米。整體來看，7納米已經(jīng)成為當(dāng)下我們必須要面對的一個產(chǎn)品工藝節(jié)點(diǎn)，而且它也是一個完整的工藝節(jié)點(diǎn)。不管是良品率、工藝、經(jīng)驗(yàn)、生產(chǎn)制造還是車規(guī)，它都進(jìn)入了一個完備的成熟期?！?/p>

　　而在具體的優(yōu)勢層面，蔣漢平表示：“第一，芯片集成度更高。單位面積上的晶圓可以放置更多的邏輯門，同時封裝面積變小，這不僅節(jié)省了晶圓和封裝的成本也節(jié)省了PCB的成本以及后期成本。第二、芯片的耗電量更低。同樣大小的邏輯電路做出來，用更先進(jìn)的工藝會導(dǎo)致耗電量更低。半導(dǎo)體器件的耗電量和電壓平方是成正比的，所以先進(jìn)工藝開啟的電壓是比較低的，從而使得功耗更低。第三、響應(yīng)速度更快。單管開斷速度更快，同樣的邏輯電路能夠跑到更高的主頻。第四、設(shè)計(jì)難度更大，容易對外形成技術(shù)壁壘和護(hù)城河?！?/p>

中國汽車工業(yè)協(xié)會副總工程師許海東

　　但對于國產(chǎn)汽車芯片企業(yè)來說，28nm依舊是當(dāng)前的“主心骨”。正如中國汽車工業(yè)協(xié)會副總工程師許海東所說，“當(dāng)前的汽車芯片不像消費(fèi)類電子已經(jīng)要大量用到7納米、5納米，現(xiàn)在主要還是14納米，甚至28納米，這些成熟制程在汽車行業(yè)內(nèi)用起來根本是沒有問題的。因此，對于汽車芯片，國內(nèi)應(yīng)該主要解決28nm以上工藝芯片的生產(chǎn)，相信兩三年內(nèi)就可以趕上。”這也充分說明了當(dāng)前大熱的28nm對汽車芯片的重要性。

　　至暗時刻來臨！本土28nm實(shí)力究竟如何？

　　說到28nm產(chǎn)線的自主能力，就不得不提到當(dāng)中兩大最關(guān)鍵且最具挑戰(zhàn)的環(huán)節(jié)，即刻蝕和光刻。但如今，刻蝕有中微、光刻有上微，這兩大設(shè)備一度被國內(nèi)標(biāo)榜為相關(guān)制程的芯片能否真正實(shí)現(xiàn)純國產(chǎn)化的關(guān)鍵。目前刻蝕機(jī)方面，中微已經(jīng)走在全球前列，2020年就推出了5nm的刻蝕機(jī)，得到了臺積電、三星等主要代工廠的大量訂購。而且目前，中微公司的3nm刻蝕機(jī)也已經(jīng)進(jìn)入了規(guī)模量產(chǎn)階段，設(shè)計(jì)、制造、測試等都已經(jīng)全部完成，這也意味著在關(guān)鍵的刻蝕領(lǐng)域，中國已經(jīng)具備了本土化的能力。

       但國產(chǎn)光刻機(jī)的進(jìn)展可能就不那么樂觀了，雖然市場曾多次傳言上微的28nm光刻機(jī)已經(jīng)在國內(nèi)某大廠產(chǎn)線進(jìn)行驗(yàn)證，但截止目前也都僅僅只是傳聞，并未獲得官方的確認(rèn)。作為國內(nèi)唯一一家在28nm光刻機(jī)領(lǐng)域有所進(jìn)展的企業(yè)，上微目前已量產(chǎn)的光刻機(jī)也只主要有 SSX600 和 SSX500 兩個系列，SSX600 系列步進(jìn)掃描投影光刻機(jī)可滿足 IC 前道制造 90nm、110nm、280nm 關(guān)鍵層和非關(guān)鍵層的光刻工藝需求，可用于 8吋線或 12 吋線的大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。

        SSB500 系列步進(jìn)投影光刻機(jī)不僅適用于晶圓級封裝的重新布線（RDL）以及 Flip Chip 工藝中常用的金凸塊、焊料凸塊、銅柱等先進(jìn)封裝光刻工藝，還可以通過選配背面對準(zhǔn)模塊，滿足 MEMS 和 2.5D/3D 封裝的 TSV 光刻工藝需求。針對28nm的產(chǎn)品，目前暫無任何新的信息。

　　此前雖有觀點(diǎn)吹捧說清華大學(xué)研發(fā)出的SMBB光源，能讓國產(chǎn)光刻機(jī)一舉躍升到EUV級別，且三年內(nèi)實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)自主化。但歸根究底，這種觀點(diǎn)其實(shí)也都有些盲目樂觀，況且，國產(chǎn)光刻機(jī)即便實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，但要達(dá)到像在刻蝕領(lǐng)域那般與全球巨頭齊頭并進(jìn)的水平依然需要很長的時間。

　　除此之外，像光刻過程中必備的光刻膠領(lǐng)域，目前也仍未能真正實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。似乎，國內(nèi)在該領(lǐng)域走得最靠前的半導(dǎo)體材料公司晶瑞股份，最早也是在今年1月19日花了1102.5萬美元才順利購得ASML XT1900 Gi型光刻機(jī)一臺，并將其運(yùn)抵蘇州并成功搬入公司高端光刻膠研發(fā)實(shí)驗(yàn)室，用于研發(fā)最高分辨率達(dá)28nm的高端光刻膠，目前也并未有新的進(jìn)展。

　　好在近期，國產(chǎn)光刻機(jī)領(lǐng)域也得到了本土第一大科技企業(yè)華為的鼎力支持，華為旗下的哈勃科技投資有限公司入股了科益虹源，后者主要業(yè)務(wù)就是光刻機(jī)中的三大核心技術(shù)之一的光源系統(tǒng)，是國內(nèi)第一、全球第三的193nm ArF準(zhǔn)分子激光器企業(yè)。同時也是國產(chǎn)光刻機(jī)廠商上海微電子的光源系統(tǒng)供應(yīng)商。此前消息也顯示，科益虹源還將與上海微電子整機(jī)單位共同完成28nm國產(chǎn)光刻機(jī)的集成工作。

　　當(dāng)然，支持國產(chǎn)光刻機(jī)項(xiàng)目的如今已不止企業(yè)方面。政府層面也在加緊扶持，近期已有國家領(lǐng)導(dǎo)出面通過政府資金來推動國家級層面的光刻機(jī)項(xiàng)目研發(fā)，這也意味著這一“國之重器”的自主化正全面加速。相信未來在政企層面雙向加持之下，28nm純國產(chǎn)化產(chǎn)線指日可待。