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臺積電憑啥斷供大陸16nm/14nm晶片

2025-02-09 17:00:35

“若前方無路,我便踏出一條路!若天地不容,我便扭轉這乾坤!”——《哪吒之魔童鬧海》。

01

臺積電正式“斷供”大陸IC企業

日前,臺積電正式向大批中國大陸晶片設計公司發出斷供通知,並且16nm、14nm工藝也嚴格限制使用!

根據通知,2025年1月31日起,如果16/14奈米及以下製程的相關產品,不在美國商務部工業與安全域性白名單中的“approved OSAT”進行封裝,而且臺積電沒有收到該封裝廠的認證簽署副本,這些的產品將被暫停發貨!

媒體向多家受到影響的 IC 設計公司求證,多位公司高管均表示訊息屬實。不少公司表示,目前的確需要將規定內的晶片轉至美國 approved 封裝廠做封裝。對於那些事先已有該封裝廠賬號的公司而言,受到的影響相對較小;而那些沒有賬號的公司,則面臨著嚴重影響交貨時間的困境。

顯然,臺積電這是在緊密配合美國1月份公佈的最新出口管制禁令。根據BIS公佈的最新清單,獲得批准的IC設計公司有33家,都是知名的西方半導體企業。

在approved OSAT名單中獲得批准的半導體封裝測試企業,一共有24家,包括大家耳熟能詳的日月光、格芯、Intel、IBM、力成科技、三星、臺積電、聯電等等。

此外,知情人士透露一些中國 IC 設計公司還被要求將部分敏感訂單的流片、生產、封裝和測試全部外包,並且IC設計公司在整個生產流程中不能進行干預。這一系列要求無疑給中國 IC 設計公司帶來了巨大的挑戰。

02

1月晶片制裁開始落地

臺積電憑啥“斷供”,故事可以追溯至今年1月份的美檔案。

2025年1月13 日,美國商務部工業和安全域性 (BIS)正式釋出關於人工智慧擴散的臨時最終規則,該規則將接受為期120天的公眾意見徵詢。這項規定不僅涉及硬體的出口管制,還首次將 A1 模型權重納入監管範圍。新規對不同國家和地區可運送的 A| 晶片數量進行了限制,將全球分為三類,劃定了一個三級出口限制許可體系:

·第一層級:美國及其 18個親密盟友(包括英國、加拿大、德國、日本、韓國、荷蘭等)不受任何限制,可以自由購買 A 晶片。

·第二層級:覆蓋全球大部分國家,這些地區在 2025 至 2027 年間能獲得的 Al 算力上限被設定為 7.9 億 TPP(Total Processing Performance,總處理效能),相當於約 5萬塊英偉達 H100 GPU 的算力,但可透過與美國政府達成特殊協議來增加總量。

·第三層級:中國大陸、俄羅斯、朝鮮等國家及地區,受到先前存在的 Al 晶片採購禁令約束,被禁止購買先進晶片和前沿的閉源 A1模型。

在最終規則中,總處理效能 (TPP )和效能密度限制阻止多款AI晶片出口中國。

ECCN 3A090.a的範圍為“總處理效能為 4800或以上”或“總處理效能為 1600或以上,且效能密度為 5.92或以上”,3A090.b的範圍為“總處理效能為 2400-4800 以下,且效能密度為 1.6(包含本數)至 5.92 以下(不包含本數)”或“總處理效能為 1600 或以上,且效能密度為 3.2(包含本數)至5.92以下(不包含本數)”。

總處理效能(TPP)的計算方法為算力晶片的TFLOPS乘以其位元長度,而效能密度是 TPP 除以晶片尺寸。根據 SemiAnalysis 計算,目前主流Al 晶片和即將推出的 A| 晶片均在新規出口管制範圍內。

而隨著制裁的升級,BIS在2025年1月15日釋出了另一項臨時最終規則——“對先進計算積體電路實施額外盡職調查措施;修訂和澄清:延長評論期”。該規則不僅加強了對晶片流片的管制,還進一步透過修改高頻寬儲存(HBM)相關管制標準來將原來的限制擴大管控範圍。

該規則加強了對臺積電等代工廠和封測廠(OSAT)的盡調責任。先進邏輯積體電路是指採用“16nm/14nm 節點”及以下工藝、或採用非平面電晶體架構生產的邏輯積體電路,任何適用於這一範圍的晶片都將受限。但如果能證明晶片符合幾項條件,則流片可以不受限制:(1)最終封裝 1℃ 的“匯合近似電晶體數量”低於 300 億個;(2)最終封裝 IC 不包含HBM,且“匯合近似電晶體數量”低於 350 億個(在 2027 年完成出口、再出口或國內轉移 ),或“匯合近似電晶體數量”低於 400 億個(在 2029 年或之後完成出口、再出口或國內轉移)。

看到這裡相信不少人會疑惑,為何臺積電“斷供”會讓IC廠商受到較大影響呢?這就不得不從IC設計廠商和OSAT廠之間的關係談起。

在全球半導體產業的價值鏈中,積體電路設計(IC設計)廠商與外包封裝測試(OSAT,Outsourced Semiconductor Assembly and Test)廠之間的關係,既是分工協作的典範,也是技術演進與商業模式變革的縮影。

20世紀80年代之前,半導體行業以IDM(Integrated Device Manufacturer,垂直整合製造)模式為主導,企業從晶片設計、製造到封裝測試全流程自主完成。但隨著技術複雜度提升和市場需求多樣化,產業鏈逐漸走向分工。IC設計廠商專注於晶片架構與功能定義,而OSAT廠則憑藉規模效應和工藝專長,承擔起封裝測試的重任。

這種分工的底層邏輯在於成本效率與技術專精的平衡。IC設計公司透過外包封裝測試,避免了重資產投入,能夠靈活響應市場變化;而OSAT廠透過服務多家客戶,攤薄了先進封裝產線的鉅額投資風險。

IC設計廠商的核心競爭力在於其強大的研發能力和創新能力,能夠不斷推出滿足市場需求的新產品,人們熟悉的蘋果、高通、海思和聯發科等知名企業,都是IC設計領域的佼佼者,它們的產品廣泛應用於智慧手機、通訊、消費電子等多個領域。

而OSAT廠則專注於半導體產品的封裝和測試環節,是半導體產業鏈中的中游領域。它們為IC設計廠商提供關鍵的封測服務,確保每一個晶片在交付給客戶之前都是符合標準、可以工作的。OSAT廠的封測技術和服務質量對於半導體產品的效能和可靠性至關重要。在半導體產業中,OSAT廠扮演著承上啟下的重要角色,它們將IC設計廠商的設計成果轉化為實際可用的產品,併為後續的製造和應用提供有力支援。

經過多年的發展,OSAT廠技術其實也在拉開距離。以超高密度扇出封裝( ultra-highdensityfan-out,UHDFO)、2.5Dintemposer,3Dstackedmemories.embedded Sibrdge 和 hybrd bonding為代表的高階封裝技術基本掌握在世界頭部封測企業(OSAT)、先進的晶圓代工廠和IDM 手中,如日月光、安靠、臺積電、三星、長電科技和英特爾等,臺積電無疑是其中的佼佼者。

臺積電目前在高階先進封裝領域佔據領先地位,尤其是在記憶體市場,早在 2012 年就率先推出了 CoWoS。隨後,臺積電護展了其高階封裝產品組合,推出了 3DSoIC、IFO SoW等新產品,以及源自 InFO 系列的大量高密度扇出型變體以及新穎的CoWoS迭代。

而英特爾則在2022 年成為先進封裝領域最重要的投資者,這是其IDM 2.0 戰略的一部分,該戰略旨在整合 EMIB、Foveros 和CO-EMIB 等封裝解決方案,同時提高其功效。另一個半導體大廠三星則除了扇出面板級封裝和矽中介層外,還為其HBM 和 3DS產品線提供先進封裝解決方案。

根據Yole 資料,2023 年先進封裝的capex 約 99 億美金,其中臺積電和英特爾佔比並列第一(31%),其次是三星( 20%)。

看懂了這些後會發現,如果國內IC廠商設計的晶片需要使用新進封裝工藝,自然繞不開臺積電、英特爾、三星等巨頭,即便是國內長電科技、通富微電能實現滿足部分晶片高階封測需求,產能恐怕也不好滿足。

03

點評:半導體國產替代進入深水區

接二連三的制裁下,國產半導體產業反而有機會迎來高速發展週期。

以臺積電核心的晶圓業務為例,根據Counterpoint Research 的資料,2024年一季度,晶圓代工行業的收入份額按技術節點劃分顯示出顯著變化,這受制於不同行業需求的差異,16nm 及以下製程收入佔比達51%,其中16114/12nm、7/6nm、5/4nm和 3nm 分別佔 7%、12%、26%和 6%,5/4nm 節點憑藉強勁的人工智慧需求佔據主導地位。

顯然,若美國 BIS 將制裁範圍擴大至 16nm 及以下製程節點,涉及的廠商、應用、訂單量更多,或將影響全球晶圓代工格局,而國內代工廠有望受益國產替代趨勢,承接產能迴流,擴大市場份額。

在具體的市場表現師行,根據 statista 和 TrendForce資料,臺積電一直處於全球晶圓代工市佔率第一的位置,2024年三季度的市場份額為 64.9%。受益於半導體國產替代趨勢和國內智慧手機新機 OLED DDI、CIS 等周邊 IC 拉貨需求,同期中芯國際市佔率達到 6.0%,排名躍至全球第三。華虹集團市佔率 2.2%,排名第六,合肥晶合市佔率 0.9%,排名第十。

晶圓之外,封裝廠作為此次臺積電“斷供”的“七寸”,國產廠商同樣在封裝領域持續前行。

國內封測企業按照技術儲備、產品線情況、先進封裝收入佔比等指標,一般可分為三個梯隊:第一梯隊企業已實現第三階段焊球陣列封裝(BGA)、柵格陣列封裝(LGA)、晶片級封裝(CSP)穩定量產,且具備全部或部分第四階段封裝技術量產能力(如 SiP、Bumping、FC),同時已在第五階段晶圓級封裝領域進行了技術儲備或產業佈局(如 TSV、Fan-Outhn)國內獨立封測第一梯隊代表企業有長電科技、通富微電、華天科技等。

目前國內傳統封測大廠加碼佈局先進封裝平臺專案,如長電科技深化XDFOI 技術平臺、華天科技構建 HMatrix 封裝技術平臺、通富微電主攻 2.5D/3D Chiplet 技術平臺、甬矽電子佈局 HCOS 多維異構平臺專案等。

於此同時,新晉玩家也在試圖藉助某一個技術路線站穩國內先進封裝市場一席之地,如芯德科技打造以扇出為主的 CAPiC 晶粒及先進封裝技術平臺、廈門雲天半導體聚焦玻璃基封裝技術方向、廣東佛智芯聚焦板級封裝技術方向,新晉企業正試圖以點帶面實現對頭部企業的曲線競爭。

顯然,只要給予足夠的時間,相信無論是晶圓還是封裝,乃至整個半導體產業鏈,國產化一定能取得勝利!

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