近日，臺(tái)積電宣布已開(kāi)始試產(chǎn)效能更強(qiáng)、功耗更低的16納米升級(jí)版FinFET制程（16FF+），將于2015年的第二季度提前量產(chǎn)，可望在今年年底前完成數(shù)十件設(shè)計(jì)定案。而此前，英特爾、三星早已先后宣布進(jìn)入14納米量產(chǎn)階段。當(dāng)全球都將目光聚集在1x納米制程的時(shí)候，中國(guó)大陸卻仿佛已游離在這個(gè)圈子之外。中國(guó)大陸最大的半導(dǎo)體代工企業(yè)中芯國(guó)際，遲遲還沒(méi)有傳出進(jìn)入28納米量產(chǎn)的消息。這不禁讓人憂心，中國(guó)的IC制造如何才能重新跟上世界的先進(jìn)步伐？
全球開(kāi)始邁入1x納米量產(chǎn)
英特爾是最早進(jìn)入1x納米制程量產(chǎn)的，其運(yùn)用的是14納米的第二代FinFET（鰭式場(chǎng)效電晶體管）技術(shù)。量產(chǎn)并沒(méi)有最初想象中的順利——英特爾初期的14納米工藝良率極低，遲遲未達(dá)到量產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)歷了幾次量產(chǎn)時(shí)間跳票。直到2014年8月，英特爾才宣布交付并量產(chǎn)了世界首款14納米BrOAdwell處理器。自此，英特爾正式進(jìn)入14納米量產(chǎn)階段。
繼英特爾之后，順利傳出1x納米量產(chǎn)消息的是三星。在2014年12月，三星半導(dǎo)體業(yè)務(wù)總裁金奇南（KimKi-nam）宣布，三星14nmFinFET工藝進(jìn)展順利，已經(jīng)在投產(chǎn)客戶芯片了。接著在今年的2月16日，三星正式公布了14納米處理器量產(chǎn)的消息。受14納米量產(chǎn)和良率的提高，三星先后搶下了蘋(píng)果A9和高通的大訂單。根據(jù)DIGITIMESResearch的預(yù)估，三星在2015年的全球市占率有可能達(dá)到10%。
不甘示弱的臺(tái)積電，也宣布將于今年第二季度量產(chǎn)16奈米FinFET強(qiáng)效版制程。而Globalfoundries已在2014年與三星達(dá)成策略結(jié)盟，拿到了三星14納米技術(shù)授權(quán)，并可能于今年同樣實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
即使是尚未進(jìn)入16納米階段的臺(tái)聯(lián)電，也在2014年年底進(jìn)入了28納米量產(chǎn)。其28納米營(yíng)收比重迅速爬升到了2014年第四季度營(yíng)收的5%，并預(yù)計(jì)在今年的第二季度進(jìn)行第二代14納米FinFET制程試產(chǎn)。
“目前這些排在前面的代工廠都已經(jīng)進(jìn)入28納米量產(chǎn)，甚至是14/16納米量產(chǎn)。雖然目前從行業(yè)來(lái)說(shuō)，并沒(méi)有嚴(yán)格劃分誰(shuí)是第一陣營(yíng)，但28納米是一個(gè)技術(shù)比較關(guān)鍵的工藝點(diǎn)，可以以此劃分。”半導(dǎo)體專(zhuān)家莫大康向記者解釋。
中國(guó)大陸何時(shí)重入第一陣營(yíng)？
在2~3年前，中國(guó)大陸也曾經(jīng)進(jìn)入過(guò)半導(dǎo)體制造的第一陣營(yíng)。莫大康告訴記者，當(dāng)時(shí)業(yè)界對(duì)制造第一陣營(yíng)的劃分，是按照是否擁有12英寸晶圓廠的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)判斷的。以此判斷，有3座12英寸晶圓廠傍身的中芯國(guó)際還處于第一陣營(yíng)的范圍內(nèi)。
然而，到了現(xiàn)在，判斷第一陣營(yíng)的標(biāo)準(zhǔn)可能就變成了關(guān)鍵的技術(shù)節(jié)點(diǎn)。“像28納米制程，不是再光靠購(gòu)買(mǎi)設(shè)備就能實(shí)現(xiàn)。因此，也有很多大型的半導(dǎo)體公司從這個(gè)節(jié)點(diǎn)開(kāi)始放棄，并選擇代工，比如德州儀器、飛思卡爾等，這是全球的總趨勢(shì)。”莫大康補(bǔ)充道。
作為中國(guó)大陸最大的代工企業(yè)，中芯國(guó)際必然是衡量中國(guó)半導(dǎo)體制造的標(biāo)桿。通過(guò)跟高通的合作，中芯國(guó)際在2014年12月宣布成功制造出了28納米的高通驍龍410處理器。雖然業(yè)界一直在傳中芯國(guó)際在28納米工藝上的成熟，但其28納米的營(yíng)收卻遲遲沒(méi)有在其財(cái)報(bào)中體現(xiàn)。對(duì)比同樣傳出量產(chǎn)消息、并實(shí)現(xiàn)5%營(yíng)收額的臺(tái)聯(lián)電，中芯國(guó)際的28納米顯然尚未真正實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
武漢新芯高級(jí)副總李平向記者坦誠(chéng)：“中國(guó)大陸集成電路制造工藝與世界最先進(jìn)工藝還落后2~3代的技術(shù)。”東電電子上海公司總裁陳捷也同樣認(rèn)為：“中國(guó)大陸半導(dǎo)體在2015年仍將繼續(xù)處于中低端技術(shù)陣營(yíng)。”從制造工藝的角度來(lái)看，中國(guó)大陸無(wú)法跟上工藝節(jié)點(diǎn)進(jìn)步速度，顯然已被隔離在第一陣營(yíng)之外。
這樣的結(jié)果跟研發(fā)投入有很大的關(guān)系。根據(jù)市場(chǎng)研究公司ICInsights在今年2月公布的報(bào)告，英特爾在2014年的研發(fā)投入高達(dá)115.37億美元，三星則是21.65億美元，臺(tái)積電也有18.74億美元的研發(fā)經(jīng)費(fèi)。
與此相比，中芯國(guó)際2014年的研發(fā)投入只有1.895億美元，2013年的研發(fā)投入是1.45億美元，2012年的時(shí)候稍多一些，超過(guò)了2億美元。因此，技術(shù)差距的拉大是必然的。雖然這跟中芯國(guó)際保贏利、不主張積極投資的公司策略有一定關(guān)系，但也一定程度上反映了中國(guó)大陸IC制造的整體情況。
增加投入改善產(chǎn)業(yè)環(huán)境
中國(guó)大陸現(xiàn)已成為世界最大的半導(dǎo)體市場(chǎng)，不論是出于國(guó)家自主可控的安全角度，還是出于民族產(chǎn)業(yè)的角度，中國(guó)大陸都必須加快彌補(bǔ)跟第一陣營(yíng)的差距。
在2014年6月國(guó)務(wù)院印發(fā)的《國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“《綱要》”）中，早已給出了中國(guó)大陸集成電路制造的具體藍(lán)圖。到2015年，32/28納米的制造工藝要實(shí)現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)。到2020年，16/14納米的制造工藝要實(shí)現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)。
想要按照路線圖，彌補(bǔ)上差距，重新進(jìn)入半導(dǎo)體制造的第一陣營(yíng)，莫大康表示，首先要看到產(chǎn)業(yè)的復(fù)雜性和困難性，改善產(chǎn)業(yè)環(huán)境；其次，必須要擴(kuò)大研發(fā)投入，不要怕虧本。他向記者解釋?zhuān)雽?dǎo)體技術(shù)變化很快，按照摩爾定律來(lái)說(shuō)，兩年就會(huì)向前進(jìn)一個(gè)技術(shù)節(jié)點(diǎn)，如果沒(méi)有辦法跟上就會(huì)出局。
為了不出局，必須有大量的資金投入研發(fā)。按照應(yīng)用材料副總裁余定陸曾經(jīng)的說(shuō)法，半導(dǎo)體制造在20納米及以下制程時(shí)，資本密集度將大幅增長(zhǎng)，從60納米到20納米，儲(chǔ)存器產(chǎn)業(yè)的資本將增加3.4倍，IC產(chǎn)業(yè)將增加4倍。
李平向記者指出，除了資金外，還必須具備人才、知識(shí)產(chǎn)權(quán)兩大要素。李平認(rèn)為，國(guó)家和地方政府建立的專(zhuān)用于發(fā)展集成電路的基金，已解決了企業(yè)發(fā)展的建設(shè)基金問(wèn)題。他希望國(guó)家的投資應(yīng)該更多地傾向于解決知識(shí)產(chǎn)權(quán)積累，鼓勵(lì)行業(yè)內(nèi)人員進(jìn)行攻關(guān)，縮短與國(guó)際最先進(jìn)工藝的差距，避免將大量的資金投在技術(shù)落后或者正在成為落后的制造產(chǎn)能上。
陳捷則向記者表示，他認(rèn)為要結(jié)合國(guó)際資源加快產(chǎn)業(yè)發(fā)展，避免重復(fù)技術(shù)研發(fā)及技術(shù)發(fā)展過(guò)程，還要?dú)g迎國(guó)際資本和技術(shù)的進(jìn)入，尤其是鼓勵(lì)海外公司技術(shù)入股，可以嘗試混合所有制（含外資），加快中國(guó)大陸集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
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本文標(biāo)題：IC制造工藝落后，中國(guó)何時(shí)能跟上世界步伐？
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