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投資300億,北京再建大型晶圓廠,國產晶片持續在成熟工藝發力

2024-12-13 11:02:54

北京即將誕生一家大型晶圓廠。

11月15日,燕東微、A、亦莊國投等擬聯合對北電整合增資,建造12英寸晶片專案,此次規模將達到199.9億元,加上前期投資,總規模將達到330億元,總產能5萬片/月。

北電整合設立於2023年10月,是一家國有性質企業,目前產能如下:

1條6英寸晶圓生產線,產能6.5萬片/月;

一條6英寸SiC晶圓生產線,產能2000片/月;

一條8英寸晶圓生產線,工藝節點110nm,產能5萬片/月;

一條12英寸晶圓生產線,正在建設中,工藝節點65nm,產能4萬片/月,主要面向AIoT、新能源、汽車電子、通訊、超高畫質顯示以及特種應用。

而此次增資,北電整合將把工藝拓展至28—55nm,在增強自身實力的同時,也將製造技術提升起來,這無疑也是為國產晶片增磚添瓦。

成熟晶片持續發力

目前,國內共有44座晶圓工廠,其中有22座正在建設中,2024年新投產18座晶圓廠,每月產能將從760萬片增長至860萬片‌。

這些新增產能就包括此次增資的北電整合12英寸晶圓專案,還有、華虹集團、合肥晶合整合等新投專案。

例如:中芯國際斥資1500億,在北京、上海、深圳和天津,新建4座晶圓廠,全部投產後,產能可增加35萬片/月。

華虹集團在無錫投資470億,新建一條12英寸晶圓生產線,新增產能8.3萬片/月。

晶合整合在合肥投資210億元,新建了一條12英寸晶圓生產線。

有網友不太明白,為什麼我們一直擴大成熟工藝晶片市場,而不是直接奔7nm、5nm先進工藝呢?

一方面,成熟工藝應用範圍更廣,涉及工業、消費、通訊、汽車等多個領域,使用場景高達70%。

我們日常使用的家用電器、汽車、路由器等,都使用的28nm以上成熟工藝的晶片,只有智慧手機、膝上型電腦、AI、超算等領域才需要先進工藝的晶片。

在軍工領域,更是嚴重依賴成熟晶片,有的還在使用180nm晶片,為什麼?因為新進工藝的晶片,由於技術問題,它的安全和可靠性反而比不過成熟工藝。

而另一方面,我們也不得不面對,缺少先進半導體裝置、導致晶片製造工藝落後的現實。

7nm以下晶片,臺積電、三星、SK海力士、英特爾等都使用的EUV技術,只有國內使用DUV技術,因為我們買不到先進的EUV光刻機。

EUV光刻機從誕生的那一刻起,就遵守了《瓦森納條約》,對中國禁運,包括零部件。DUV光刻機雖然也能製造7nm晶片,但是良品率低、成本高、發熱量大。

所以,在現階段,我們需要在成熟晶片上不斷的發力,搶佔市場,完善產業鏈。

根據市場統計,中國大陸晶片在28nm成熟工藝上市場份額為29%,排在第二位,第一位是中國臺灣省,市場份額為49%。

而隨著,內地產能的不斷擴張,內地成熟晶片未來五年有望達到1500萬片/月,成為真正意義上的全球第一,當然是僅限於28nm以上。

更為關鍵的是,我們會掌握成熟晶片全產業鏈,從EDA、設計、製造、封裝測試、到半導體裝置、半導體材料。

EDA方面,華大九天、概倫電子、華為均可以滿足成熟工藝的需求,華為九天部分EDA工具還支援5nm。

設計方面,華為海思殺入了全球前四、阿里平頭哥、百度、摩爾執行緒等都可以設計出7nm以下的先進晶片。

製造上,中芯國際、華虹集團、合肥晶合整合,北電整合均實現了28nm工藝的量產,部分企業還實現了7nm。

封裝測試,長電科技已經做到了4nm,僅次於安靠和日月光。

半導體材料,躋身全球前六,突破日本壟斷,成熟工藝上做到了自主化。

半導體裝置方面,九大核心裝置(光刻機、蝕刻機、離子注入機、CVD、PVD、化學機械拋光機、金屬蒸發裝置、清洗裝置、檢測裝置)除了光刻機,均做到了28nm。

目前光刻機官宣的僅為65nm解析度,相當於ASML二十年前的裝置,我們需要進一步升級迭代至浸潤式DUV光刻機,才能夠滿足14nm、28nm晶片的製造需求。

按照目前的發展速度,2—3年就可以實現,屆時我們將是全球唯一實現成熟晶片全產業鏈自主化的國家,並且市場份額大幅領先。

但是,先進工藝是我們的薄弱環節。

因為EUV光刻機的限制,國產晶片目前止步於7nm,雖然犧牲良品率和成本的情況下,可以實現5nm工藝,但意義並不大,因為海外晶片已經迭代至了3nm。

臺積電還計劃在7nm平臺上,專門開發用於汽車領域的設計平臺和晶片IP,可以為汽車廠商提供更高效能、更低功耗的汽車晶片,從而實現從28nm向7nm的順利遷移。

就在11月11日,美商務部已經致函臺積電,要求臺積電停止為大陸AI晶片企業提供代工服務,被稱為“7nm斷供”。

可以說,在先進晶片領域,臺積電處於絕對的領先地位,‌7nm以下工藝市場份額超過90%,蘋果、高通、英偉達、博通、聯發科、AMD都是其客戶。

臺積電有底氣對大陸晶片企業說“不”,同時也按照美方要求,在亞利桑那州建造3nm、4nm先進晶圓廠,而在中國南京建造28nm成熟晶圓廠。

反觀大陸,因為缺少5nm、4nm、3nm晶圓廠,所以在AI晶片、手機SoC、先進CPU方面一直受到限制。

AI是當下最火的風口,也被譽為第四次工業革命,其核心底座是算力,而算力的基礎就是AI晶片,儘管我們可以設計出先進的AI晶片,但是苦於無法制造,只能停留在PPT階段。

而手機SoC的受限,導致高通可以堂而皇之的把驍龍晶片賣到1700元的高價。

所以發展新進晶片,打造國產EUV光刻機刻不容緩。

總的來說,北電整合的增資擴產,對中國晶片產業是非常有利的,它可以讓國產晶片在成熟工藝上繼續擴大優勢,最終吃掉海外晶片的份額。

但同時,我們也要加快在先進工藝上的研發,讓中國晶片從“有沒有”到“強不強”,最終實現跨越式發展。

我是科技銘程,歡迎評論區留言,共同討論!

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