实地探访华为“最强备胎”:火热量产14nm,高端光刻机成转正拦路虎

实地探访华为“最强备胎”:火热量产14nm,高端光刻机成转正拦路虎,第1张

黄昏时,中芯国际头顶一圈光晕,这似乎是个吉兆

30秒快读

1、先进制程的造芯工艺卡着中国公司的脖子,中芯国际作为国内唯一能够提供14纳米制程的晶圆代工企业,成为“最强备胎”,目前华为已有产品芯片转由中芯国际代工。

2、《IT时报》记者实地走访上海中芯国际,14nm芯片火热量产,7nm工艺研发多时,但碍于高端光刻机缺位,研发进展滞缓。但就像中芯国际头顶的光晕,二期产线火热建设,此次事件被认为是中芯国际“转正”的最好时机。

1999年,农田遍布的张江迎来一批特殊的拜访者,时任上海市长徐匡迪带着一群人来到这里考察,其中就有后来被称为“中国半导体教父”的张汝京。

尽管当时的张江阡陌纵横,但在张汝京眼里,这里是发展中国半导体事业的绝佳试验场,“世界芯片制造业的下一个中心将在上海。”

2000年,张汝京作为创始人的中芯国际落地张江,随后来自芯片行业的上下游企业集聚于此,包括芯片设计、光掩膜制造、封装测试、设备供应、气体供应等企业,中国的半导体产业真正在这片土地生根。

20年后,张江已成为中国的“硅谷” ;20年后,造芯却成为中国的心事,先进制程的制造工艺更成为遏制中国公司发展的卡脖子技术。

图源/中芯国际官网

5月15日,美国商务部下属负责出口管制的产业安全局(BIS)发布通知,称在美国境外为华为生产芯片的企业,只要使用了美国半导体生产设备,就需要申请许可证。这意味着,华为很可能不能再通过台积电量产自家海思设计的高阶芯片,而台积电是全球晶圆代工的顶尖企业,可以生产7nm(纳米),甚至5nm的高端芯片。

危机之下,中芯国际作为国内唯一能够提供14纳米制程的晶圆代工企业,成为“最强备胎”,目前华为已有产品芯片转由中芯国际代工。

近日,《IT时报》记者实地探访上海中芯国际,发现中芯南方厂区在火热量产14nm芯片的同时,也在抓紧建设二期产线;7nm工艺已研发多时,只是由于高端光刻机的缺位,研发进展不是很快。

01

“你看,这里一片火热”

和20年前相比,张江的变化翻天覆地,已从一个乡村小镇进阶为一座现代科学城:不仅交通发达,而且商业繁荣,充满着生活气息,这点与那些只有工厂、生活配套设施缺少的高新开发区很不一样。

5月19日,《IT时报》记者来到中芯国际,它同华虹宏力、日月光等“邻居”已和谐地融入到这座科学城中。目前,中芯国际已经开始量产14nm芯片,并拿到一笔来自华为海思14nm手机芯片的订单。

在14nm产线上工作的周豪(化名)告诉记者:“最近加班比较多,已经向客户供应了8万多批货了;产线上也在招人,比如普工、助理工程师。”由于晶圆厂自动化程度较高,周豪的工作简单且枯燥,只要把晶圆放置到设备上,其他的事交给设备即可。作为普工,他的底薪为3300元,算上加班费,每个月能挣七八千元。58同城上,一条中芯国际招聘信息显示普工月工资在5500~7500元。

相比产线上普工的工作,宋杰(化名)的工作显得高级些。在实验室工作的他,每天要做的是根据研发人员发来的Case做实验。“14nm产线设在中芯南方,去年下半年建成,今年开始量产;7~8nm的研发,也已经开展很久了。”宋杰说。

据了解,中芯南方由中芯国际、国家“大基金”(国家集成电路产业投资基金)以及上海市“地方基金”(上海市集成电路产业投资基金)以合资的方式成立,为一座12英寸晶圆厂,能满足14nm及以下先进技术节点的研发和量产计划,14nm技术也可用于主流移动平台、 汽车 、物联网及云计算。

宋杰还表示,受限于设备,中芯国际7~8nm的研发进展不是很快,做出来的成品没那么快,也没那么好,“同样一道工序,台积电只要一步就能完成,我们可能需要三四步”。高端光刻机的缺失,是其中最关键的问题,“除了光刻机,别的设备都能解决。”

早在3月,中芯国际对外公布已从荷兰ASML公司购入了相关光刻机设备,但并非是最新的EUV极紫外光刻机。

5月15日,国家集成电路基金二期和上海集成电路基金二期将分别向中芯南方注资15亿美元和7.5亿美元(合计约合160亿元人民币)。

这个消息的释放,把刚从疫情阴影里走出来的中芯南方设备供应商的热情重新点燃。一位冷却设备供应商很看好与中芯南方的合作,他们已和中芯南方签约了几千万元的生意。

“你看,这么多的工人、这么多的设备,一片火热!国家很重视芯片行业,中芯南方效益会越来越好!”他看着正在修建的中芯南方二期产线,语气间流露出兴奋之色。

据了解,在中芯国际上海厂区保留地块上,中芯南方将建设两条月产能均为3.5万片芯片的集成电路生产线(即SN1和SN2),生产技术水平以12英寸14纳米为主。记者从员工、驻厂设备商等多个信源获悉,中芯南方已完成一期建设,目前正在建设二期。

在中芯国际官网上,记者注意到,从今年年初到现在,中芯国际释放出的职位明显多于去年同期,特别是5月以来,增加了对生产运营类和业务支持类两种岗位的需求,大部分都接受应届生,比如生产线主管、设备工程师、工艺工程师、良率提升工程师、仓库管理员、助理工程师等。这或许是中芯南方14纳米新厂生产火热的一个注脚。

02

华为的“危” 中芯国际的“机”

去年5月,华为被美国商务部列入“实体清单”,谷歌、伟创力、YouTube等美国本土公司对华为按下了暂停键,为此,华为通过“自研+去美化”的方式,开启多种自救模式。

经过一年时间的调整,华为在“自研+去美化”上步步为营:先是在谷歌服务停供前推出自研的 *** 作系统鸿蒙,其后在5G基站上不再使用美国零部件,再在Mate30、P40等高端机型上降低美国零部件含量,P40系列更是首次搭载HMS以替代谷歌GMS。

相比之下,新一轮的限制将是华为真正的至暗时刻。

和芯片设计不同,芯片生产的高投入不可能完全被一家公司所覆盖,就目前而言,大多数芯片制造商依赖于KLA、LAM和AMAT等美国企业生产的设备。

中芯国际3月披露的公告显示,其采购了美国公司LAM和AMAT的设备,且采购金额较大。除了中芯国际,包括台积电在内的全球众多晶圆代工厂都是这两家厂商的客户,他们在沉积、刻蚀、离子注入、CMP、匀胶显影等领域技术领先,尤其先进制程设备,基本没有厂商可以替代这两家企业。

世纪证券一份研报显示,在半导体设备与材料方面,关键技术被欧美日垄断,LAM和AMAT这两家美国公司暂停供货影响显著,其中AMAT的产品几乎包括除光刻机之外的全部半导体前端设备。而荷兰的ASML是高端光刻机的全球第一,国内企业与其研发投入与技术实力差距甚远。

目前华为芯片制造主要依赖于台积电,美国限制升级,被解读为有可能迫使台积电对华为断供,导致华为无芯片可用。

尽管这种猜测还可能有多种变数,但华为已经启动B计划。

此前有媒体称,华为从去年下半年开始向中芯国际派驻工程师,帮助中芯国际解决其芯片生产过程中的技术问题。近期,华为已将中芯国际14nm工艺代工的麒麟710A芯片应用在荣耀Play 4T手机上。

中芯国际则被认为迎来最好时机。160亿元的大基金二期加码主要面向中芯国际14 纳米及以下先进制程研发和产能,目前14纳米产能已达6000 片/月,目标产能为每月3.5 万片。而中芯国际最新发布的2020 年一季报显示,一季度营收9.05亿美元,同比增长35.3%,环比增长7.8%。此外,中芯国际决定将2020 年资本开支从 32 亿美元上调至 43 亿美元,增加的资本开支主要用于对上海300mm晶圆厂以及成熟工艺生产线的投资。

03

“转正”的期待

然而,无论对华为还是中芯国际而言,依然有跨不过去的门槛。

与台积电相比,中芯国际的工艺相对落后。现阶段中芯国际的工艺还停留在14nm,这是台积电4年前的技术,而台积电7nm工艺已大范围普及,几乎是如今各品牌5G旗舰手机和主流芯片的标配。根据规划,台积电今年开始量产5nm,2022年开始3nm的规模量产,甚至已规划好2nm。

图源/台积电官网

据了解,此次美国限制升级前,华为海思已加速将芯片产品转至台积电的7nm和5nm,只将14nm产品分散到中芯国际投片。但如果120天之后,无法使用台积电的5nm工艺,华为的5G旗舰手机可能要面对工艺制程的竞争压力。

最新消息是,5月21日,台积电拿下了苹果5nm处理器的全部订单,下半年苹果的多款5G版iPhone处理器将采用5nm工艺,而华为此前发布的14nm制程的荣耀Play 4T手机只是千元出头的中低端手机。

产能也有较大差距。中芯国际目前14nm月产能仅2000 ~3000片,预计到年底扩大到1.5万片,但这无法满足华为的胃口。台积电2019年财报显示,华为为其一年贡献了近350亿新台币的营收。

更何况,中芯国际下一代制程何时能投产,才是“最强备胎”能否转正的关键。

今年2月举行的2019年四季度财报会议上,中芯国际联席CEO梁孟松首次公开了中芯国际N+1、N+2代FinFET工艺情况。相比于14nm,N+1工艺性能提升20%、功耗降低57%、逻辑面积缩小 63%、SoC面积缩小55%,这意味着除了性能,N+1其他指标均与7nm工艺相似,之后的N+2工艺性能和成本都更高一些。梁孟松表示,在当前的环境下,N+1、N+2代工艺都不会使用EUV工艺,等到设备就绪之后,N+2之后的工艺才会转向EUV光刻工艺。事实上,台积电也是在第三代7nm工艺才开始引入EUV。

对此,电子创新网CEO张国斌表示:“制程越小,工艺越高级,IC里的线宽越小,就需要更高级的光刻机;尽管EUV技术对7nm制程不是必需的,但EUV技术的注入能提高良品率,效果好。”

2019财报会议上,中芯国际表示N+1工艺的研发进程稳定,已进入客户导入及产品认证阶段。之前该公司表示去年底试产了N+1工艺,今年底会有限量产N+1工艺。

14nm量产后,N+1、N+2研发项目更加值得期待。张国斌:“只要中芯国际的N+1、N+2工艺能做出产品来,就能代替台积电为海思代工7nm芯片。”

中芯国际真正的考验将是7nm以下。

多位采访对象表示,7nm以下的制程少不了EUV技术,公开资料显示,台积电和三星的5nm芯片均采用了EUV技术。对此,中芯国际还未公开过是否有替代技术方案。

编辑/挨踢妹

排版/冯诚杰

图片/李玉洋 Pixabay 网络

来源/《IT时报》公众号vittimes

不久前据内部消息高通已经获得某些产品向华为的供货许可,其中包含一些4G产品。而在此前,包括AMD、英特尔、Skyworks、台积电等先后获得不同程度的供货许可(均不含5G相关产品)。

这一消息传来,舆论层面都表现出较为乐观的态度,引发不少对美国的调侃,甚至看到了表现乐观的热搜,然而许多人都知道我们并未获得什么实质性的好消息。

如果我们来分析一下“美国最近的转变到底是出于什么原因,给华为松绑的底线在哪里,以及对我们更大的挑战是什么”,可能有更加清醒的态度看待美国的“前倨后恭”。

看到绝大部分的答案都指向了两个原因——政治原因和经济原因,我不否认这两点,但我认为最关键的不是这俩。

先说说政治原因。

一直以来大家对特朗普有一个误解——认为特朗普对华为和中国 科技 的极端敌视是出于个人政见,但事实上并非如此。美国对华为和中国 科技 的敌视其实自2015年前后就已经出现了端倪,而美国这个重大态度的转变,其实跟我们中国当时提倡的一件事情有关——“中国制造2025”。

根据官方文件,“中国制造2025”以体现信息技术与制造技术深度融合的数字化网络化智能化制造为主线。而这个发展路线如果走好了,美国的制造业、信息技术产业两大领域都将受到巨大冲击。

而当时来看,中国的制造业还比较低端,信息技术产业也没有拿得出手的企业(那是华为还不行,4G业务还没做大)。但是到了2018年上半年,中国制造业的产业升级正在扩大,而华为更是成为2017年全球通信设备领域老大,同时在5G技术领域表现出极其突出的领先实力。也就是说,“中国制造2025”实质上获得了巨大的推进。

这里体现的是白宫整体的意志,而特朗普只是一个恰逢其时的执行者,而现在即便白宫换了主人,也不过是换了一个执行者,他的方式或许有所不同,但他的任务依然相同。

所以政治原因只是一个不太重要的影响因子。

其次说说经济原因。

根据媒体的报道,美国半导体行业的损失高达1700亿美元,大多数媒体都将这个损失直接归结于美国对中国的“芯片禁令”,但实际上真正因为禁令给美国带去的损失可能并没有这么夸张。

这个1700亿美元,指的是美国半导体行业在中国市场的整体损失,而造成这个损失的原因其实包含三个:第一是疫情对市场需求的影响;第二是市场需求的正常萎缩;第三是禁令造成的产业链“蝴蝶效应”。在我看来,前两个原因对美国半导体芯片行业造成的损失应该也并不小,换句话说,即便没有对华为的禁令,美国半导体行业今年依然会有较大的损失。

所以单就这个损失而言,远不足以动摇美国精英们的警惕。那么当前出现的这些所谓“乐观信号”,只能说明是一些不怎么重要的事。

最后说说我所认为的出现这个转变的最主要原因—— 对中国 科技 抑制策略出现了变化。

为什么这么说呢?

前四年特朗普的策略在美国精英看来相当失败,大家应该都看过一个比喻,说特朗普对中国 科技 以及华为的 *** 作就像一通王八拳加七伤拳,看起来热闹,实际上美国是以战略上的失败(浪费了时间)换取了战术上的小胜(暂时压制住了华为)。中国 科技 没有伤筋动骨,甚至还因为特朗普的这一番动作,让我们将“ 科技 创新”列为了十四五规划的头等大事。

那么既然不奏效,美国就需要换一套“武功”,在我看来,当前的一系列动作就可以视为改变策略的“铺垫”。这套新的武功还没有亮相,但就目前的苗头来看,“化骨绵掌”(此掌法特点在于表面看上去没怎么受伤,但内伤非常严重)的可能性比较高。

这个具体在后面应对策略上会详细聊聊。

综上,我认为以上三个原因才是当前这个现象出现的本质所在。

有人会问,美国会不会完全给华为松绑,既能让台积电给华为生产最新工艺制程的芯片,也能允许高通将最好的产品卖给华为?

当然可以,只要华为满足一个条件:在美国上市,并且美国拥有一定比重的股份及技术控制权——像三星一样。

你觉得可能吗?

那我们退而求其次:美国会不会给华为的双手“松绑”,比如说让高通能给华为提供最新工艺制程的芯片?

当然也可以,但这里依然存在一个前提条件:全球通信技术水平已经远远超越当前华为的5G技术水平,或者能够确定华为在无法自研5G芯片后、使用别家芯片时,并不会提升它在整个5G领域内的实力。

前者不是三五年内能够实现的事情,后者也不是两三年内可以下结论的事。

那我们到这里应该就可以看到美国的底线所在了:在美国所能够控制的5G技术还不能中国尤其是华为所代表的5G技术形成绝对优势之前,美国会千方百计锁死中国在5G技术研发方面的基础研究成果。

所以美国最短在两年甚至三年内,都不会让华为拥有带有美国5G技术基因的芯片,而因为迭代而变得不再重要的4G及面临迭代的技术产品则将会被纳入许可名单——说白了,就是清理库存。

基于这个结论,如果华为能够在两年以内获得高通最新技术的芯片,其实都能算是一种战术上的小胜,但对战略的加成却微乎其微。

在这里就要提到华为的底线,很多人感觉华为的底线就是生存——能活下去就好了。如果真的只是这么简单,华为未必都能够这么大。

华为的底线是——维持主航道的前行。

华为的主航道是什么?通信技术。具体来说就是4G/5G/6G通信技术。

目前美国对华为芯片的封锁及手机业务的封锁,其实都可以视作对华为新开辟的航道的堵拦——能够堵拦是因为美国在这个航道处于领先地位,美国希望这种堵拦能够对华为主航道也起到一定的连锁效应——在华为的主航道上目前美国还是追赶者。

事实上确实也起到了作用,所以华为为了守住底线,那就必须断尾求生。我认为正是基于这种认识,华为才会想着出售荣耀这个子品牌,而华为这个主品牌到后期如果d尽粮绝,也不是没有可能被换个名字出售,不过我认为大概率还是不会出售,这要看华为能否在两年内争取来5G芯片上的供应。

所以你看,一边美国在给华为松绑,另一边华为自己却在变卖资产,这说明什么?说明美国的所谓“松绑”是为了作秀,而华为的动作则是真正放弃了幻想。

那么既然美国的“底线”依然那么高,华为显然也没有被迷惑,那表演这么一出戏是什么目的呢?

答案很简单啊—— 孤立华为,同时削弱中国 科技 界对“半导体产业链位置”的重视,降低我们的警惕,让我们重新回归到原先对技术研发的佛系状态。

如果没有这次疫情,全球将会呈现出很清晰的发展趋势——通信时代将从4G加速过渡向5G。而之前的每一次通信迭代,几乎都意味着巨大的机遇窗口期。

美国对华为乃至于中国 科技 的狙击,实际上就是为了削弱中国在这次机遇窗口期的成功机会,防止我们超越美国成为5G通信时代的话语权控制核心。

但是疫情的发展对美国的战略意图造成了巨大破坏,虽然美国加大了对华为的压制力度,但是整个2020年5G的发展实际上陷入了一损俱损的状态,美国并没有占什么便宜,机遇窗口期获得了延长——这在客观上对我们来说是一件好事。

而在这个时期出现最大的变数,就是此次白宫“重新招租”,大统领估计从此以后又要回归地产大亨的行列,而作风更加务实谨慎的民主党则将成为白宫“房客”。

这个变数自然而然就导致了美国对华为乃至于中国 科技 压制策略上的改变——变的是策略,不变的是压制的战略。

那我们应该如何化解美国的武功路数变化——从七伤拳到化骨绵掌?

第一个政策自然就是十四五规划,在这个最新出台的未来五年发展规划中,首次将“ 科技 创新”列在第一位,意思也非常明确,这将是未来五年中国的头等大事。而在这个头等大事中,对于集成电路的支持被列为了重中之重。

第二个政策是互联网反垄断相关法律的重大修改,里面也涉及到了企业竞争的一些改变,对于互联网行业的氛围肃清,以及垄断企业对 科技 创新的压制与阻碍都有了更多的监管。这个政策也是在为“ 科技 创新”做环境上的优化。

第三件事,是“深交所要把支持 科技 创新放在更加突出位置”——这个属于金融支持,这意味着未来五年会有大量资金进入到 科技 行业,支持 科技 行业的技术研发及国际化发展。

汇总来看,我们的核心策略其实就是四个字——“ 科技 创新”。

在过去的二十年间,因为加入世贸组织,因为中国的人口红利,因为中国庞大的内需市场,因为中国城镇化及大基建,中国经济获得了令世人瞩目的成就,但是我们不能一直依靠这种“注重数量而忽略质量”的方式来发展中国经济,我们需要新的发动机来支撑未来的经济发展,这个新的发动机叫产业升级,而能够实现产业升级的唯一办法就是 科技 创新。

我们在过去很久对 科技 创新都有忽略或者轻视,因为那时候拥有更轻松的方式实现经济增长,而对技术研发的 探索 则充满不确定性,说白了,我们当时的 社会 发展水平既看不到技术研发的真正价值,也无法为真正有价值的技术研发提供良好的商业化环境。

但是现在我们看到了。

美国本来不想我们看到,但特朗普的王八拳让我们所有人都看到了,而拜登可能还想着再给我们蒙上眼睛,或者用其他招数,但他的目的非常明确——压制中国 科技 在关键技术领域的发展。

华为会怎么办呢?

华为将在上海开厂造芯片,而且凑巧的是,上海张江那一片最发达的就是半导体产业。

美国对中国 科技 以及华为本身,在战略层面基本上不会再产生什么影响。但是在战术层面,我们需要注意海外力量对中国舆论的影响甚至 *** 控。

比如说不注重研发的企业在获得巨大商业成功后,反过来以价格优势宣扬“国产研发无用论”,看似客观地强调“商业世界只谈利益,只论服务”,却忽略这种论调背后对国家相关战略的破坏。

举个浅显的例子,就像美国大米如果能养活全世界,而且还卖得很便宜,有一家企业卖美国大米获得巨大成功,反过来认为我们的大米不好吃还价格贵,建议我们最好别种,以后只需要享受美国大米即可。我们当然想吃到最物美价廉的大米,但如果我们不种之后,相信我,你会见识到现实的狰狞。

但与此同时,在发展过程中我们也要注意资本的野心——华为也有可能从屠龙者变成恶龙,半导体技术的提升、芯片技术的发展,它应该助力的是整个行业,而不是某个企业——除非这个企业只是裁判。

很多人都说华为不容易。但我想说,现在可能只是华为不容易,而明年,甚至之后几年,如果我们有越来越多的企业在自己所在的行业内做到了华为在通信行业内的地位,而这些行业同样具备非常巨大的战略价值,那么它们也会面临相似的局面。

其实十四五规划第一件事里已经将这些具备战略价值的行业标注了出来,比如说空天 科技 行业,如果中国出现一个能够稍微能跟上Space X步伐的企业,那么这个企业必定也会引发美国政府的大动干戈。

但我们并不能因为美国这些动作就停下脚步,山在面前就翻山,没什么道理可讲的。

仅在通信技术行业来说,机遇窗口期非常短暂,而且很大概率上因为美国的刻意针对以及我们自身整体实力的偏弱,导致中国这次无法拿到最大的机会,但是我们看到了破解战略危机的正确方式,在我看来,这个收获足以弥补中国在5G时代所损失的机会。

加油吧,相信我们必将崛起!

目前来说,半导体行业前景还是非常的可观的。

疫情结束之后,半导体行业也是迎来再次的大发展,尤其是我国半导体行业的发展,在之前,因为半导体的做工相对比较复杂,我们国家许多的企业更多的是将工作的重心放在半导体的研发上,而不是半导体的制作。

芯片就是半导体的产物,我们国家的企业在半导体的研发上也是逐渐处于领先的地位,但是在制作上,一些最新的制作设备还是处于被卡脖子的状态。

我们熟知的就是华为的芯片危机,华为出现了芯片的短缺,让这个企业的一些手机出现了减少,这样的例子也是告诉我们,要拥有我们自己的技术,这才是最关键的。

正是因为这样的原因,华为也是开始了自己半导体的制作方面,华为拥有强大的实力,有强大的研发团队,当然,对我们国家的芯片,我们也是要持正确的态度,不可妄自菲薄,也不可盲目自大,因为我们还是处于漫长的发展时期。

同时,国家也是大力支持这些行业的快速发展,比如建设集成电路大学,促进相关领域的发展,华为也是建设这样的公司,吸引了大量的人才前来,未来,这个行业也是前景非常的可观,但是我们也是坚持走好每一步,突破技术的局限。

半导体目前还是非常的不错的,因为很多的企业等设备都是需要半导体的支持,对半导体的需求量非常大的,华为公司作为民族企业的代表也是我们国家的骄傲,他们也是实现了很多的技术专利,比如鸿蒙系统等,也是主动向世界进行分享,不仅承担起了民族的责任,还是主动的奉献精神,都是值得世界上很多的企业学习。


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