集微网 · 2022年01月14日

【第16期龙门阵】28nm是承上启下的工艺,成国产替代战略布局重点

集微网报道(文/无剑芯、清泉)晶圆代工龙头除了加码5nm、3nm等先进制程投资,还在积极扩大28nm成熟制程产能,28nm成为备受关注的工艺节点。为此,集微网第十六期“集微龙门阵”于2022年1月12日14点举办《代工巨头加码成熟工艺,28nm热会持续多久?》线上论坛,邀请利扬芯片董事兼首席执行官张亦锋、深天投首席投资官吴叶楠、集微咨询高级分析师陈翔就成熟工艺的未来进行深入解读与分析。据悉,在集微APP、微博、百度、视频号和B站等的观看数突破60000。

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28nm制程是保障性工艺,具有进可攻、退可守的特性

近年来,台积电、联电、中芯国际、格芯纷纷宣布28nm扩产计划,28nm成为香饽饽。为何全球晶圆代工厂热捧28nm?

利扬芯片董事兼首席执行官张亦锋认为,28nm有两大驱动因素,第一是技术驱动,从技术上来看,28nm的下一个节点22nm,基本上都是采用FinFET工艺结构,而28nm上一个节点32nm采用HKMG(high-k绝缘层 金属栅极)工艺,目前多个主流的晶圆厂和很多芯片设计公司都在关注28nm,大家都在28nm上投入了巨资进行工艺的扩展和研发。

由于市场需求或者说产品需求,28nm不仅是一个逻辑工艺,还衍生出很多特色工艺,例如,28nm高性能工艺(28HP)、28nm低功耗工艺(28LP)、28nm高性能低功耗工艺(28HPL)以及28nm高性能移动运算工艺(28HPM),同时它的材料也有多种选择,甚至还有晶圆厂推出28 nm FD-SOI,所以说28 nm已经不是一个简单工艺,而是一个工艺家族,能够对应不同的应用需求,成为一个保障工艺。其实,越成熟、越主流的工艺都具有良好的应用前景,一定不会昙花一现。

深天投首席投资官吴叶楠表示,28nm虽然成熟时间很长,但是国内晶圆厂掌握28nm工艺的时间并不长,而且国内28nm有效产能有限,像中芯国际28nm才开始对外服务,之前主要服务某一个大客户,现在国内28nm更多的还是靠联芯28nm工艺。

28nm有很多特色工艺,像原来40nm、55nm工艺产品开始向28nm升级,尤其在缺芯的时候,以前用40nm、55nm比较合适的,用28nm可能会亏损的,现在芯片涨价之后,更成熟制程切换到28nm之后,还能保持良好的利润,所以厂商都在往28nm迁移,使28nm市场需求不断扩大。

从投资角度讲,目前很多产品都在往28nm迁移,例如,显示驱动芯片,显示驱动芯片是一个很大的市场,而且每年还在高速增长,消化晶圆厂很大一部分产能。像MCU,特别是一些复杂的MCU,也开始用28nm工艺,所以28nm产品越来越多。

28nm是一个宝藏工艺,一旦跨入到FinFET,它的成本会急剧的增加,呈几何级数的增长,但是大部分的应用可能并不需要高成本的FinFET工艺,而28nm既能解决产能问题,又能达到性能要求,所以是一个非常好的工艺节点。

集微咨询高级分析师陈翔指出,28nm受到青睐有两个原因,一个是市场需求,一个是芯片价格的上涨。

市场需求方面,疫情导致生活方式、工作方式的改变,使得电脑芯片、手机芯片等需求暴增,再加上驱动芯片、电源管理芯片、图像传感器等需求的增加,导致成熟制程产能供不应求。现在很多晶圆代工厂开始转向28nm,下游应用厂商希望获得更多的订单,提升一些产品效能,所以现在28nm比较受青睐。

价格方面,现在缺货导致芯片涨价,而且越成熟制程涨幅越大,使28nm与更成熟制程的价差缩小,而且28nm具有性能优势,让更多的厂商开始转向28nm,使得28nm成为兼顾效能和成本的最佳解决方案。28nm具有进可攻、退可守的特性,性能比更成熟制程更优,成本比更先进制程更低,成为最高性价比制程。

28nm是工艺市场黄金分割点,未来十年应用前景广阔

全球5大晶圆代工厂的28nm总产能未来一两年有望增长近6成,其中中芯国际、华力微电子28nm产能增长更猛,有可能翻倍成长。未来的应用需求能够支撑如此大的扩产产能吗?利扬芯片董事兼首席执行官张亦锋表示,28nm是一个保障工艺,具有得天独厚的优势。现在晶圆厂都在向更先进工艺演进,但是实际上适合的才是最好的,很多的芯片设计公司并不需要去追求最先进的工艺。

10nm以内客户屈指可数,有一位业内专家开玩笑地指出,7nm可能就只有7个客户,5nm可能只有5个客户,3nm可能只有3个客户。先进工艺太烧钱了,一台EUV光刻机售价1亿美元起步,而且还受地缘政治的影响,大陆公司目前买不到先进工艺设备,国内设计公司如果开发出先进工艺产品,不一定能够投入生产,所以合适就是最好的。

从应用层面考虑,目前主流的成熟工艺都具有非常好的应用前景。联电与联发科、联咏、高通、三星等8家企业签订了28nm战略合作协议,这些企业应用领域基本覆盖到笔记本电脑、平板电脑、电源管理芯片、OLED驱动芯片等。其中最大的应用领域是消费电子,涉及驱动芯片、汽车芯片、5G芯片等,而28nm是这些应用最好的选择。

目前28nm工艺平台未来10年都有巨大的市场需求。一部手机可能用到100多颗芯片,一辆汽车可能要用到1000多颗芯片,但不是所有的芯片像处理器一样要求又快又薄,要用到最先进的工艺,大部分的应用端芯片只需要成熟工艺,所以具有性价比优势的28nm工艺会一直存在。

深天投首席投资官吴叶楠表示,28nm对于中国大陆晶圆厂具有战略意义。由于供应链、设备供应受到限制,目前中国大陆晶圆厂FinFET工艺很难扩产,而28nm是一个突破点,现在国内28nm产能还比较小,28nm可以作为中国大陆晶圆厂一个重要的战略布局方向,能够满足大部分应用产品需求,很多应用没有必要采用FinFET工艺,例如,28nm工艺能满足驱动芯片、WiFi芯片等绝大部分应用产品需求。从国产化角度来说,28nm以上工艺更容易一些,除了光刻机以外,28nm以上工艺设备可能也会逐步国产化。

集微咨询高级分析师陈翔认为,28nm以上制程工艺设备国产化机遇非常大,晶圆代工厂已经掌握了这些工艺技术,更放心将现有一些设备转为国产设备。28nm制程相当于工艺市场的一个黄金分割点,在整个集成电路产业发展中起着承上启下的作用。

成熟制程拥有广泛的应用,而且不像CPU、GPU对性能有极致的追求,绝大部分芯片只需要特定的功能,所以成熟制程具有巨大的市场前景。现在芯片短缺还在持续,交货时间拉长,扩产28nm及更成熟制程工艺产能,成为各大晶圆厂的重点。

缺芯何时缓减?不同领域将有不同表现

在新冠疫情、地缘政治以及市场错配的多方因素影响下,缺芯对整个电子产业带来了极大影响。为了应对产能不足问题,半导体厂商纷纷扩大新建产线,缺芯问题什么时候能得到解决呢?

利扬芯片董事兼首席执行官张亦锋认为,对于缺芯什么时候能解决这个问题不能一刀切的看待,从设计、晶圆生产到封装、测试,不同的环节有不同的表现,要从工艺平台、性价比、技术竞争力等综合因素来考虑。总体上,只要产能增加,缺芯的现状势必会得到缓解,不同的工艺节点、不同的应用领域,缓解程度会有不同表现。张亦锋透露了时下几个有意思的产业现象:例如,最能直接感受市场变化的封装厂的销售员又开始跑客户,用来储存晶圆的氮气柜开始缺货,华强北的贸易商不再那么着急的囤货了。从这些迹象可以看出,过去一片难求的最疯狂的阶段已经过去,市场在逐渐恢复理性。

深天投首席投资官吴叶楠认为,DRAM是判断市场的一个直观指标,当DRAM价格开始下降时,就说明整个消费开始下行了,预示着未来整个芯片需求的拐点慢慢会到来。吴叶楠透露,从去年下半年开始,DRAM价格就开始往下走,一方面是笔电的需求开始跳水,另一方面服务器的需求在下降,代理商对消费电子的提货频率也在下降,从这些迹象来看,消费电子领域缺芯状况应该会很快得到改善。在吴叶楠看来,整个芯片市场缺芯的缓解程度,还是要看所需要的工艺,对于不需要特殊工艺的,通过快速新建产能就可以较快地填上需求。但是对于需要高压工艺,例如BCD工艺,由于建设周期较长,短时间内解决产能是不现实的,同时这一领域又受新能源汽车的影响,新能源与储能需求还在上涨,对高压工艺的需求也在上涨,再加上国内的高压工艺产线本来就非常少,所以这一领域缺芯状况估计在短期内还不太好解决。

集微咨询高级分析师陈翔指出,在这一波扩产潮中,像65nm、40nm、28nm等,这些制程节点的扩产比较明显,但扩产需要一个时间过程,不可能今年建设明年量产,所以从整个晶圆代工市场来看,产能吃紧或还会持续一段时间,什么时间能缓减还要看市场的发展。

会否产能过剩?28nm将是利用率最高的工艺节点

随着半导体新建产线的逐渐投产,未来产能会出现过剩吗?

深天投首席投资官吴叶楠认为,产能是否过剩,还是要看产线是否有核心竞争力。如果有独特的工艺,且这些工艺目前能够做的厂家比较少,就不用担心过剩,如果缺少特色,比较大众化,可能会有过剩风险。

利扬芯片董事兼首席执行官张亦锋认为,半导体领域从诞生以来就是一个周期性循环的产业,某个节点上出现一些阶段性的产能过剩,都是正常的。但在时下疫情叠加缺芯的大背景下,半导体产业普遍扩产是否会带来将来的产能过剩,不同领域要区别对待,像消费电子领域,就要特别注意,企业要早做应对,否则当潮水退去时,自己就有可能是裸泳的那一个。张亦锋同时指出,相比那些要淘汰的或老旧的工艺制程以及需要投入巨资的先进制程,28nm成熟制程一方面具有技术上的先进性,同时具有成本上的优势,将会是利用率最高的一个工艺节点。

集微咨询高级分析师陈翔认为,市场的发展将会影响产能的供需。半导体周期性发展不仅表现在大的周期波动,也表现在短时间内的波动,例如,一年内也会出现市场需求与产能变化波动,目前,汽车、5G通信、互联网等带来大量需求,助推了投资扩产,但也需要注意市场的发展变化,以便及时调整,防止出现产能过剩。

集微龙门阵简介

集微龙门阵是爱集微推出的线上论坛,主推大咖论道,每期邀请三到四位重磅嘉宾及一位主持人针对时下热点问题进行研讨,并通过爱集微APP、新浪微博、百度视频、西瓜视频、bilibili等渠道进行全方位传播。

自2020年2月21日开播以来,至今已举办了十六届。龙门阵紧扣百年未有之变局下的半导体业热点话题,嘉宾阵容十分豪华,邀请著名投资机构高管、产业链知名企业代表、科研院所专家、园区负责人等进行了深度的解读与探讨。

下期内容更加精彩,敬请关注!(校对/清泉)

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