電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/吳子鵬）日前，美國媒體報道稱，美國兩家芯片設(shè)備公司泛林集團(tuán)和科磊證實(shí)，美國對中國芯片的打壓已從10納米擴(kuò)展到了14納米，適用范圍包括中芯國際和在大陸投資的半導(dǎo)體廠商。

上述消息的來源是泛林集團(tuán)（Lam Research）首席執(zhí)行官Tim Archer在上周的分析師電話會議中的講話，Tim Archer當(dāng)時表示，“在對中國企業(yè)進(jìn)行制造10納米及以下芯片設(shè)備禁運(yùn)的基礎(chǔ)上，美國限制出口的范圍已經(jīng)擴(kuò)大到制造14納米及以下芯片的設(shè)備，且限制范圍可能不限于中芯國際，還包括其他在中國運(yùn)營的芯片制造企業(yè)，如臺灣地區(qū)的臺積電等。”這一說法得到了科磊總裁兼首席執(zhí)行官Rick Wallance的證實(shí)。并且，有消息人士稱，收到美國商務(wù)部相關(guān)通知的不僅僅是泛林集團(tuán)和科磊，基本上所有的美國半導(dǎo)體設(shè)備廠商都有接到相關(guān)通知。

國人常說釜底抽薪，如果我們將14nm定義為先進(jìn)制程的入口，那么美國無疑是想從根本上斷絕中國通過傳統(tǒng)晶體管微縮的方式進(jìn)入先進(jìn)制程，讓中國相關(guān)工藝停滯在28nm，美國此舉無疑也算是一種釜底抽薪。

那么，對于正熱火朝天發(fā)展的中國芯片產(chǎn)業(yè)而言，這是一個毀滅性的打擊？還是司空見慣的伎倆？

14nm終成界碑

從近幾年國內(nèi)芯片的發(fā)展情況來看，美國當(dāng)前此舉無非是將一些長久存在的東西正式拿到了臺面上，并且明確了一些其中模糊的東西。

我們都還在記得，2018年中芯國際向AMSL訂購了一臺EUV光刻機(jī)，售價高達(dá)1.2億美元。然而，時至今日中芯國際訂購的這臺EUV光刻機(jī)依然沒有到貨。按照原計劃，這臺光刻機(jī)的交付時間為2019年。

在先進(jìn)制程的研發(fā)和量產(chǎn)方面，設(shè)備的重要性是不言而喻的，尤其是10nm以下的先進(jìn)制程，EUV光刻機(jī)就是必要設(shè)備，否則即便有技術(shù)儲備，也無法實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品量產(chǎn)。

我們看當(dāng)前中芯國際的官網(wǎng)，14nm就是最先進(jìn)的工藝。中芯國際在財報中也提到，該公司是中國大陸集成電路制造業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者，擁有領(lǐng)先的工藝制造能力、產(chǎn)能優(yōu)勢、服務(wù)配套，向全球客戶提供0.35μm到14nm不同技術(shù)節(jié)點(diǎn)的晶圓代工與技術(shù)服務(wù)。

中芯國際14nm于2019年進(jìn)入風(fēng)險量產(chǎn)，是國內(nèi)目前唯一能夠提供14nm代工工藝的廠商，因此也是美商務(wù)部進(jìn)一步打壓下，唯一受影響的大陸晶圓代工廠。

2022年5月15日，中芯國際在港交所發(fā)布了公告。公告稱，中芯南方已成立及建立龐大產(chǎn)能，并專注14納米及以下工藝和制造技術(shù)。中芯南方已達(dá)致每月6000片14納米晶圓的產(chǎn)能，目標(biāo)是達(dá)致每月35000片14納米及以下晶圓的產(chǎn)能。

然而，美國商務(wù)部在此時通知包括泛林集團(tuán)在內(nèi)的美國半導(dǎo)體設(shè)備公司，讓他們不要出售設(shè)備給中國大陸，意圖就是阻止中芯國際在14nm擴(kuò)產(chǎn)，并形成規(guī)模性的客戶投產(chǎn)。

雖然近幾年國內(nèi)的半導(dǎo)體設(shè)備發(fā)展迅猛，但是在14nm這個先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)上，不能做到完全的國產(chǎn)替代，需要采購占比相當(dāng)大的國外設(shè)備。2020年中芯國際就曾發(fā)布過相關(guān)公告，在2019年3月12日至2020年2月17日的12個月期間，中芯國際曾規(guī)模性地向泛林集團(tuán)采購設(shè)備，共耗資6.01億美元（當(dāng)時約合42億元人民幣），中芯國際在當(dāng)年的法說會上曾表示，這批設(shè)備的采購是用于擴(kuò)產(chǎn)14nm。

目前，我們還看不到中芯國際在14nm方面的營收占比，在該公司2021年財報數(shù)據(jù)中，14nm/28nm合計占比為15.1%。對此，部分行業(yè)人士認(rèn)為，中芯國際14nm依然在上量階段，當(dāng)前的營收占比不高，不過未來的成長性值得期待。

如果單純只看國內(nèi)的晶圓代工廠，美國當(dāng)下此舉確實(shí)如國內(nèi)一些專家所言，對現(xiàn)階段的中芯國際影響有限，為什么這么呢？在此之前，美國就已經(jīng)將中芯國際列入到了實(shí)體名單，含有美國技術(shù)的產(chǎn)品是禁運(yùn)的，因此這一次算是強(qiáng)調(diào)了一遍。

當(dāng)然，配合美國近端時間投票通過的芯片法案，還有一層作用是打消中國臺灣廠商臺積電、韓國廠商三星電子以及美國廠商英特爾、格芯這些公司在中國大陸建14nm工廠的念頭，不對美國自己的芯片計劃造成影響。

我們看過華為智能手機(jī)在沒有高端芯片之后，市場份額快速滑落，產(chǎn)品競爭力打了很大的折扣。而當(dāng)中芯國際長期無法得到14nm及以下工藝的設(shè)備時，競爭力隨著時間的流逝也在減弱，長久以往，如果沒有很好的補(bǔ)充，這是一個非常危險的信號！

中國芯從何突破？

在摩爾定律的推進(jìn)方向上，先進(jìn)制程和設(shè)備是強(qiáng)相關(guān)的，國內(nèi)常說“沒有金剛鉆，別攬瓷器活”，在以晶體管尺寸微縮為主要手段的半導(dǎo)體制造工藝中，要制成更小的晶體管，設(shè)備的重要性會愈發(fā)凸顯。

從當(dāng)前的產(chǎn)業(yè)環(huán)境來看，在美國推進(jìn)自己的芯片法案的過程中，國內(nèi)可能長期面臨這樣的封鎖，那么我們該如何突圍？

目前，兩條發(fā)展路徑是比較清晰的，一個是從國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備進(jìn)行突圍，還有一個是以系統(tǒng)的角度重新考量芯片。

從設(shè)備端看，國產(chǎn)廠商的替代機(jī)遇還是很大的。此前電子發(fā)燒友網(wǎng)在《ASML警告美國：對中國斷供DUV光刻機(jī)半導(dǎo)體供應(yīng)鏈將中斷，真是如此嗎？》文章中曾提到，根據(jù)各公司2021年的營收數(shù)據(jù)，全球前五大半導(dǎo)體設(shè)備廠商依次為應(yīng)用材料、ASML、東京電子、泛林集團(tuán)和科磊。在這五家公司中，除了ASML，其余各家廠商的營收第一貢獻(xiàn)者都是中國大陸，其中中國大陸地區(qū)在應(yīng)用材料公司的占比為33%，在東京電子的占比為28.5%，在泛林集團(tuán)的占比為35%，在科磊的占比為26%。

因此，國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備的替代市場很大，同時也有責(zé)任和義務(wù)去幫助中芯國際等公司擴(kuò)產(chǎn)14nm，以及實(shí)現(xiàn)該公司N+1和N+2的工藝目標(biāo)。目前，國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備廠商大部分攻克28nm及更高工藝的替代市場，比如此前至純科技在互動平臺宣布，公司所研發(fā)的28nm節(jié)點(diǎn)全部濕法工藝設(shè)備已認(rèn)證完畢。目前，至純科技正在向14nm和7nm進(jìn)軍。至純科技的狀態(tài)是一部分國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備廠商的現(xiàn)狀，也會有一些廠商已經(jīng)進(jìn)入最前沿的5nm，甚至是參與更先進(jìn)的3nm量產(chǎn)。以中微半導(dǎo)體為例，該公司已經(jīng)成功研發(fā)出了5nm刻蝕機(jī)，并成功運(yùn)用到了臺積電5nm生產(chǎn)線上，正在進(jìn)軍3nm工藝。

當(dāng)然，我們的目光肯定是更加關(guān)注光刻機(jī)，目前在上海微電子的官網(wǎng)上，我們依然沒有看到萬眾矚目的28nm光刻機(jī)，還是最先進(jìn)在90nm。按照該公司在2020年的說法，2021年-2022年預(yù)計將會有第一臺用于28nm工藝的國產(chǎn)沉浸式光刻機(jī)。不過，目前還沒有公開消息。

何為以系統(tǒng)的角度考量芯片？這是一種思想的轉(zhuǎn)變，芯片研發(fā)的最終目的是為了解決系統(tǒng)問題，那么芯片實(shí)際上也可以自成系統(tǒng)，通過特殊方式成為具備特殊功能或者更高性能的SoC。

目前來看打造系統(tǒng)級芯片的先進(jìn)手法大致有兩種，其中一個是先進(jìn)封裝。我們看到，作為全球晶圓代工的龍頭，臺積電也在布局先進(jìn)封裝，在2022年臺積電技術(shù)研討會上，臺積電專門介紹了自己的3D Fabric產(chǎn)品組合，包括前段(FE)的3D整合芯片系統(tǒng)（SoIC InFO-3D），后段(BE)的2D/2.5D整合型扇出（InFO）以及2.5DCoWoS系列家族等。

相較于傳統(tǒng)的2D電路的平面集成方式，先進(jìn)封裝打造的SoC集成度更高，同等空間內(nèi)可以集成更多芯片，有望從系統(tǒng)級提升性能，并降低封裝成本和系統(tǒng)功耗。

打造系統(tǒng)級芯片的另一個方法是異構(gòu)集成和chiplet，我們主要看一下chiplet。Chiplet可以降低設(shè)計的復(fù)雜度和設(shè)計成本，是以模塊化的方式設(shè)計芯片，可以將不同的芯粒重復(fù)使用到不同的芯片中，不僅有利于產(chǎn)品迭代，而且對先進(jìn)制程的需求并不那么迫切。

當(dāng)然，chiplet和先進(jìn)封裝被認(rèn)為是一套“組合拳”，兩者結(jié)合在一起的威力將更加巨大，而如果能夠從產(chǎn)業(yè)維度做好相關(guān)研發(fā)資源的調(diào)配，有助于幫助國產(chǎn)芯片在成熟工藝的基礎(chǔ)上做大做強(qiáng)。

后記

14nm作為先進(jìn)工藝的入門，美國實(shí)際上早就盯上了國產(chǎn)廠商在這方面的進(jìn)度，如今全面提出來，意思就是讓大陸沒有先進(jìn)制程的量產(chǎn)能力，進(jìn)而對美國自己的芯片法案推動不造成影響。美國要奪回芯片制造的話語權(quán)，最大的敵手實(shí)際上是三星和臺積電，但二者現(xiàn)在正與虎謀皮。不過，這也從另一個方面證明了臺積電和三星在全球半導(dǎo)體市場的地位，目前是不可或缺的。

大陸芯片制造的前路很清晰，一旦獲得了突破性的進(jìn)展，這或許就是真正的“換道超車”，美國在此起到了助推的作用。