現(xiàn)今，半導體制造業(yè)發(fā)展得如火如荼，特別是以臺積電為代表的晶圓代工業(yè)，在對更先進制程工藝的不斷追求下，使得產業(yè)鏈上的相關企業(yè)備受關注，也拉動著產業(yè)投資。

10nm、7nm、5nm等，先進制程發(fā)展到目前階段，已經進入了緩慢發(fā)展期。這些制程與當年作為最具經濟效益，且被看作是先進制程分界點的28nm相比，玩兒家越來越少，看客越來越多。因此，它們的演進過程值得探索。

從制程工藝節(jié)點演變角度來看，28nm及以上相對成熟制程，憑借高性價比依然擁有較大的市場規(guī)模，存量上基本保持不變或輕微下降，但是由于28nm及更先進制程的市場規(guī)模逐漸擴大，成熟制程的市場占比會不斷下降。總的來說，目前代工市場還是主要以成熟制程為主，先進制程占比不斷提高。2018年，28nm及更先進制程市場占比45%左右，預計到2021年可以達到56%。

 而從芯片制造廠商角度來看，目前，28nm及更先進制程的玩家也只有6家了，它們分別是純晶圓代工廠臺積電、格芯、聯(lián)電和中芯國際，以及IDM大廠三星和英特爾。

臺積電

 在晶圓代工領域，無論是制程技術覆蓋范圍、先進制程領導力，還是營收水平等，臺積電都是行業(yè)老大。該公司排名一直位列行業(yè)第一，目前的市占率已經接近60%。而在制程技術種類方面，2017年，臺積電就以258種制程技術，為465個客戶生產了9920種芯片。工廠方面，該公司擁有三座12英寸超大晶圓廠，分別是晶圓12廠、晶圓14廠和晶圓15廠，此外，其在中國大陸和臺灣地區(qū)還在新建工廠，以滿足客戶對更先進制程工藝的需求。

下面看一下臺積電各種制程工藝的演進情況。

2003年，該公司推出了當時業(yè)界領先的0.13μm低介質銅導線邏輯制程技術，也就是從那時開始，臺積電開始大幅領先于聯(lián)電（UMC）。

2004年，臺積電成為第一家采用浸沒式光刻工藝生產90nm芯片的廠商。

2005年，臺積電開始風險試產65nm產品；2008年，使用40nm制程工藝為多個客戶大規(guī)模生產芯片；2011年，全球首家推出28nm通用工藝技術。

由于臺積電在業(yè)內率先實現(xiàn)了28nm的量產，使其長期霸占28nm市場占有率的第一名，高通驍龍800采用了臺積電的28nm HPM HKMG標準制程，高通MSM8960和聯(lián)發(fā)科四核芯片MT6589T芯片使用的則是28nm LP工藝。

2014年，臺積電成為全球首家采用其獨創(chuàng)的雙模式20nm技術量產芯片的公司；2015年，開始量產16nm FinFET制程；2017年，開始大規(guī)模出貨10nm FinFET制程，并開始風險試產7nm FinFET制程，并于2018年實現(xiàn)量產；2019年，開始量產7nm+（EUV版的7nm）。

2020年將風險試產5nm制程。此外，該公司已經開始建設3nm制程工藝晶圓廠，并有望于2022年實現(xiàn)量產。

在制程工藝演進方面，臺積電有一大特點，那就是每一代制程的推出間隔時間逐步拉長，例如：其45nm到28nm之間相隔9個季度，28nm到16nm之間相隔11個季度，16nm到 10nm之間相隔12個季度。

但是，從65nm以后的歷次新制程產能推進情況來看，新制程量產后的擴產和替代速度正在迅速加快，例如：40nm/45nm制程的產能占比從0提升到20%耗時9個季度，28nm耗時7個季度，16nm制程耗時5個季度，而10nm只耗時 3個季度。

通過以上這些現(xiàn)象可以看出：一、高端大客戶對于更高性能、更低功耗的先進制程產品的需求迫切；二、反映出臺積電的研發(fā)能力和生產經驗在不斷增強，對新產能的良率控制和產能推進越來越得心應手。

臺積電的盈利能力很強，下面就以人們非常關注的中芯國際為對象，做一下簡單的對比。

以2017年第四季度的臺積電和中芯國際的營收結構和毛利率為例，先進制程（28nm及以下）為臺積電帶來的營收占總營收比重為63%，而中芯國際的先進制程營收占比僅為11%，該季度臺積電毛利率為50.5%，而中芯國際毛利率為19%。

臺積電2017年Q4營收為94.37億美元，晶圓出貨量為607.28萬片8英寸約當晶圓，綜合單價為1554美元/片。中芯國際同期營收為7.87億美元，晶圓出貨量為112.48萬片8英寸約當晶圓，綜合單價為 700美元/片。

二者產品均價相差超過一倍，毛利率相差近2.5倍，先進制程具有的產品價值和利潤空間可見一斑。

三星

三星于2005年成立了晶圓代工業(yè)務部門，并于2017年開始將其獨立出來經營，獨立的主要目的就是為了加強在全球晶圓代工市場的競爭力，以求拉近與臺積電的距離。

下面看一下三星晶圓代工業(yè)務在先進制程方面的演進情況。

2016年初，三星第二代14nm FinFET開始量產；2016年10月，該公司第一代10nm FinFETLPE制程大批量生產；2017年4月，第二代10nm FinFET工藝技術10LPP通過認證；2017年10月，8nm FinFET工藝技術8LPP通過認證；2017年11月，第二代10nm FinFET工藝技術量產；2019年，7nm+制程實現(xiàn)量產。

最近兩年，三星與臺積電在10nm制程工藝競爭較為激烈。臺積電在2017年Q2開始為蘋果量產10nm的A11處理器，并于2018年開始量產7nm制程，三星也開始進行10nm投片，但跳過了采用浸潤式光刻技術的7nm，直接推出采用EUV光刻技術的7nm。總體而言，臺積電在10nm和7nm制程上有領先優(yōu)勢。

在工廠方面，三星從2005年開始進入12英寸晶圓代工領域，目前，該公司的晶圓代工專屬線有4條，包括3條12英寸和一條8英寸線。

12英寸晶圓代工線分布在韓國和美國，主要針對高端工藝，包括65nm、45nm、32nm /28nm HKMG、14nm FinFET工藝，客戶包括蘋果、高通、AMD、XILINX、NVIDIA等。8英寸晶圓代工線于2016年開放，從180nm到65nm制程節(jié)點都已經涵蓋，工藝技術包括嵌入式閃存(eFlash)、功率器件、CMOS圖像傳感器CIS，以及高壓制程的生產。

格芯

格芯（Global Foundries）制定了兩條工藝路線圖：對于FinFET，該公司有14LPP（14nm FinFET技術）和12LPP；對于FD-SOI，格芯在產的是22FDX，當客戶需要時，還可以生產12FDX芯片。

格芯14LPP主要用于制造計算、互聯(lián)網、移動、服務器市場的低功耗SoC；28nm及FDX系列工藝主要用于中低端處理器；22FDX-RFA技術主要應用于射頻領域；180nm和55nm等成熟工藝主要應用于模擬芯片，以及電源管理芯片等領域。

聯(lián)電

聯(lián)電于2003年開始試產90nm芯片，并于2004年通過驗證并實現(xiàn)量產；2005年，該公司推出了65nm芯片；2006年產出第一片45nm芯片；2008年，推出業(yè)界第一個代工的28nm制程SRAM芯片；2009年出產了40nm芯片；2011年，開始試產28nm芯片，并于2014年量產；2017年，量產14nm芯片。

2013年，聯(lián)電還成功開發(fā)出了28nm的PolySiON制程技術，并通過客戶產品驗證逐步導入量產。

2014年，成功開發(fā)出28nm的HKMG制程技術，并通過先期客戶產品驗證逐步導入量產。2015年，成功開發(fā)出28nm高效能精簡型（HPC+）制程技術，可提供更低的漏電流，從而降低功耗。

中芯國際

2000年成立的中芯國際，于2001年在上海投產8英寸廠，并于2005年實現(xiàn)90nm試產；2009年實現(xiàn)65nm量產；2011年，55nm量產，且40nm驗證成功，2012年，40nm量產；2015年Q2，開始量產28nm。

中芯國際的28nm有3種制程，分別是PolySiON，HKMG和HKC。該公司的28nm技術現(xiàn)已成功進入多項目晶圓(MPW)和量產階段，并提出了發(fā)展三階段概念：第一階段的PolySiON制程已經量產，第二階段HKMG制程已經在2017年第2季開始產出，而第三階段是HKC制程，在2018年量產。

自28nm量產以后，中芯國際在該制程節(jié)點處的發(fā)展就遇到了一系列的困難。對此，該公司CEO趙海軍曾經表示：“對28nm擴產持謹慎態(tài)度”。

而中芯國際在2018年投入量產的主要新制程是第二階段的28nm HKMG（中芯國際稱之為HKC）。而28nm Poly/SiON和HKMG都已經是對手的成熟制程，價格方面的壓力基本相當，因此，28nm HKMG的擴產從盈利能力的角度來看，帶來的貢獻有限。

因此，該公司暫時放緩了盈利艱難的28nm，暫時通過成熟制程穩(wěn)固業(yè)績，為14nm在2019年的量產做好充足準備。

成熟工藝方面，55nm/65nm和0.15μm/0.18μm兩大制程平臺放量，預計對應該公司的NOR和PMIC兩大關鍵平臺。

此外，中芯國際擁有中國大陸地區(qū)最大的8英寸晶圓產能，成熟制程平臺和定制化應用的火熱程度使其8英寸線產能利用率保持高位，對該公司業(yè)績也有進一步拉動作用。

目前，14nm FinFET制程技術是中芯國際的重中之重，因為從14nm節(jié)點起，集成電路中的場效應管結構從2D轉變?yōu)?D。

雖然目前先進制程的劃分依然以28nm為界，但從晶圓代工廠商的競爭格局來看，14nm FinFET技術才是主流大廠與中小廠商的分野所在。因此，14nm FinFET技術的突破對于中芯國際來說有著里程碑意義。

英特爾

從1971年，采用10μm制程工藝生產出全球首個微處理器4004，一直到2019年實現(xiàn)10nm處理器量產，英特爾近50年的半導體制程工藝發(fā)展之路堪稱史上之最。

在制程工藝技術方面，英特爾一向以要求嚴苛而聞名，也正是因為如此，使其在商業(yè)化制程方面落在了臺積電和三星的后面。

但是，由于英特爾并不是專做晶圓代工的企業(yè)，其在該領域的產能和市場占有率都比較低。工廠主要還是用于生產自家的處理器和存儲器芯片。

Intel旗下的晶圓廠非常多，該公司70%的處理器及芯片組晶圓都產自美國的晶圓廠，包括亞利桑那州、俄勒岡州、新墨西哥州、馬薩諸州，其中馬薩諸州是英特爾目前唯一、也是最后一座8英寸晶圓廠了。

該公司的14nm制程工藝主要在美國亞利桑那州及俄勒岡的D1X晶圓廠生產。美國本土以外的14nm晶圓廠主要是愛爾蘭的Fab 24，還在升級14nm工藝中。

該公司在中國大連、成都還有兩座晶圓廠，不過，制程工藝還是以90nm和65nm為主。

在發(fā)展晶圓代工業(yè)務方面，英特爾有可能會引入戰(zhàn)略投資者。在未來的7nm及5nm、3nm等技術的投資越來越大，引入戰(zhàn)略投資者有助于分擔風險。

引用自:半導體行業(yè)觀察

原創(chuàng)作者:張健   keya

*免責聲明：本文引用自原創(chuàng)作者張健之文。文章內容系作者個人觀點，轉載僅為了傳達不同觀點交流與提升半導體行業(yè)認知，不代表對該觀點贊同或支持，如果有任何異議，歡迎聯(lián)系。