近日,中國的28納米和14納米芯片制造能力達到了一個重要的里程碑,而且這一芯片生產突破正值全球芯片短缺之際,這一點更顯得尤為重要。
去年爆發的大流行導致對電子產品和移動設備的需求激增,人們為了保持社交距離大多采取了在家辦公或線上上課的方式。另一方面,芯片短缺導致許多個行業停止生產。
事實上,芯片很容易成為我們生活的命脈,從筆記本電腦到汽車再到洗衣機,一切都使用芯片。此外,人工智能、5G、增強現實和虛擬現實等幾種即將到來的技術將增加對芯片的需求。作為世界制造中心,中國受到芯片短缺影響最嚴重也就不足為奇了。但是,美國的制裁進一步增加了中國面臨的挑戰。
一、中國已具備中端主流芯片制造能力
芯片制造是一個高度復雜的過程,需要長時間積累技能和專業知識,在生產28nm和14nm芯片等較小的芯片時尤其如此。中國作為世界制造中心,也是最大的芯片消費國家。積極努力發展芯片制造能力非常重要,尤其是現在已經受到芯片短缺的影響。
去年,國家推出了多項支持集成芯片行業發展的政策,包括提供資金支持、稅收優惠和研究設施。相關數據顯示,這些發展造就2020年半導體產量增加了16.2%,高于2019年的7.2%。
生產28nm和14nm芯片的最新發展尤其重要,因為與40nm相比,28nm技術帶來了更好的優勢。它有助于將芯片速度提高多達50%,每個芯片的能耗可能降低50%??紤]到這些成本和技術因素,28nm工藝有望成為未來幾年的中端主流工藝節點。從28nm芯片的制造表明,中國現在已經具備了進行先進芯片制造工藝的能力。
二、28nm芯片制造來自哪些方面?
公開資料顯示,中國今年將在28納米芯片的生產上實現自給自足。隨著對這些芯片不斷增長的需求,該工藝可能會在今年發展成熟,2022年實現量產。
一旦28納米在中國實現國產化,很多下游應用產業將能夠實現芯片自力更生。這也將能夠滿足手機以外的大多數電子產品的需求,這對于芯片產業鏈上的中國本土企業來說將是一個非常好的機會。
擁有28nm芯片代工能力的上海微電子裝備(集團)股份有限公司等龍頭企業宣布,將于2021年交付國內首臺28nm光刻機。這表明,我國完全具備28nm技術節點和100%國產芯片的量產能力。
5G基礎設施、新能源汽車、特高壓和數據中心以及其他用例都需要28納米芯片。28nm工藝在功耗、功能和性能方面的性價比應該是最高的,因此28nm將成為這些領域的主流應用。
根據國務院2020年8月的數據,到2025年我國芯片自給率將達到70%,與2019年30%的自給率相比,6年時間再增加40%。在目前的趨勢下,國產28nm芯片將有很大的發展機遇。
三、即將推出的14nm工藝現狀如何?
現在,我國正穩步邁向2022年實現14nm芯片100%國內量產。中芯國際公布的數據顯示,該公司于2019年第四季度開始量產14nm工藝芯片。2021年3月,其14nm芯片的良品率已達到90-95%,意味著該工藝已達到行業領先水平,完全有能力應對下游批量生產的需求。
14nm工藝有望成為中高端AP/SoC、數據處理、GPU、礦機ASIC、FPGA、汽車半導體等應用下游用戶的最佳選擇。更重要的是,它為中國更高端的芯片技術積累提供了基礎,并將幫助中國到2025年實現70%的芯片自給率。