14nm爭奪戰別有洞天

轉自半導體行業觀察 文/張健

在半導體制造領域，10nm、7nm及更先進製程的競爭正在變得越來越不激烈，其主要原因自然是投入巨大、風險高，願意進入的玩家越來越少，目前只剩下台積電、三星和英特爾這三家了，這裏顯然成為了賣方市場，從各大客户為獲得足夠的台積電7nm產能而爭破頭這一點就可見一斑。

先進產能競爭不激烈，而成熟的28nm製程則已經顯得有些過剩。此時，居於兩者中間位置的14nm製程顯然成為了當下的中堅力量，承載着市場上絕大多數中高端芯片的製造，特別是工業、汽車、物聯網等，擁有龐大的市場空間，14nm製程正當其時。

目前來看，14nm製程主要用於中高端AP/SoC、GPU、礦機ASIC、FPGA、汽車半導體等製造。對於各廠商而言，該製程也是收入的主要來源，特別是英特爾，14nm是其目前的主要製程工藝，以該公司的體量而言，其帶來的收入可想而知。而對於中國大陸本土的晶圓代工廠來説，特別是中芯國際和華虹，正在開發14nm製程技術，距離量產時間也不遠了。這樣，在兩三年後，隨着新產能的成熟，14nm製程的市場格局值得期待。

目前來看，具有或即將具有14nm製程產能的廠商主要有7家，分別是：英特爾、台積電、三星、格羅方德、聯電、中芯國際和華虹。

下圖所示為6家廠商的各種製程工藝量產時間，其中綠色部分為14nm的。

圖源：西南證券

執着的英特爾與三星傳緋聞

自2015年正式推出14nm製程後，英特爾已經對其依賴了4年的時間，該製程也為這家半導體巨頭帶來了非常可觀的收入。從Skylake（14nm）、Kaby Lake（14nm+）、Coffee Lake（14nm++），到2018年推出的14nm+++，該公司一直在保持對14nm製程的更新。而英特爾原計劃在2016年推出10nm，但經歷了多次延遲，2019年才姍姍來遲，從這裏也可以看出該公司對14nm製程的倚重程度。

同為14nm製程，由於英特爾嚴格追求摩爾定律，因此其製程的水平和嚴謹度是最高的，就目前已發佈的技術來看，英特爾持續更新的14nm製程與台積電的10nm大致同級。

這裏還可就具體的參數指標，與三星和台積電做個比較，英特爾於2014年發佈了14nm製程，其節點每平方毫米有3750萬個晶體管，台積電16nm製程（該公司沒有14nm製程，但其16nm與市場上的14nm同級）節點每平方毫米約有2900萬個晶體管，三星14nm節點每平方毫米約有3050萬個晶體管。此外，英特爾的14nm節點柵極長度為24nm，優於台積電的33nm，也優於三星的30nm。英特爾14nm節點的鰭片高度為53nm，優於台積電的44nm，以及三星的49nm。

今年5月，英特爾稱將於第3季度增加14nm製程產能，以解決CPU市場的缺貨問題。

然而，英特爾公司自己的14nm產能已經滿載，因此，該公司投入15億美元，用於擴大14nm產能，預計可在今年第3季度增加產出。其14nm製程芯片主要在美國亞利桑那州及俄勒岡的D1X晶圓廠生產，海外14nm晶圓廠是位於愛爾蘭的Fab 24，目前還在升級14nm工藝。

三星方面，該公司於2015年宣佈正式量產14nm FinFET製程，先後為蘋果和高通代工過高端手機處理器。目前來看，其14nm產能市場佔有率僅次於英特爾和台積電。

前面提到，英特爾的14nm產能吃緊，已經難以滿足市場需求，在這樣的背景下，今天6月，有媒體報道稱，三星和英特爾正在就14nm Rocket Lake芯片的生產進行談判。

自2018年下半年以來，英特爾在升級和建立用於生產10nm芯片的新生產線方面投入了大量資金，但要想擴大規模還需要幾年時間。在此期間，英特爾必須提高其14nm芯片的產量。因此，傳聞它將一部分CPU轉由三星代工，希望能夠解決產能不足的問題。

由於存儲芯片市場疲軟，對三星的營收產生了很大影響，因此，三星的晶圓代工產能利用率下降，想尋找新客户，高通和英特爾是其主要的爭取對象。

據報道，三星將於明年第四季度開始大規模生產英特爾的14nm Rocket Lake芯片，如果此言不虛的話，三星製造的首款CPU將於2021年上市。

不一樣的台積電

台積電於2015下半年量產16nm FinFET製程。與三星和英特爾相比，儘管它們的節點命名有所不同，三星和英特爾是14nm，台積電是16nm，但在實際製程工藝水平上處於同一世代。

到2018年第二季度，台積電的16nm和20nm製程對該公司的營收貢獻率為25%，主要產品分為兩大類：一是邏輯器件，包括中高端手機AP/SoC、基帶芯片、CPU、GPU、礦機ASIC，以及FPGA等；二是射頻芯片，包括高端手機的WIFI、藍牙、NFC芯片，5G毫米波芯片，以及汽車電子用芯片等。

例如，寒武紀的MLU100，以及比特大陸開發的AI張量計算芯片BM1680，均採用了台積電的16nm工藝製造。

格羅方德與聯電14nm製程佔比有限

2018年8月，格羅方德宣佈放棄7nm LP製程研發，將更多資源投入到12nm和14nm製程。

據悉，格羅方德制定了兩條工藝路線圖：一是FinFET，這方面，該公司有14LPP和新的12LPP（14LPP到7LP的過渡版本）；二是FD-SOI，格羅方德目前在產的是22FDX，當客户需要時，還會發布12FDX。

因此，14nm是格羅方德最先進的主流製程工藝，位於美國紐約州馬耳他，這裏除了14nm，還有28nm的，最大產能為6萬片晶圓/月，主要採用12英寸晶圓。主要用於代工高端處理器。目前來看，14nm產能佔其總營收的比例較小。

聯電方面，該公司位於台南的Fab 12A於2002年進入量產，目前已運用14nm製程為客户代工產品。

然而，聯電的14nm製程佔比只有3%左右，並不是其主力產線。這與該公司的發展策略直接相關，聯電重點發展特殊工藝，無論是8吋廠，還是12吋，該公司會聚焦在各種新的特殊工藝發展上，尤其是針對物聯網、5G和汽車電子這些在未來具有巨大市場和發展前景的應用領域，聯電的汽車電子業務，最近幾年的年增長率都超過了30%。包括RF、MEMS、LCD Driver IC、OLED Driver IC等領域。

14nm FinFET製程方面，聯電於2017年初開始量產，該公司還開發了第二套14nm平台，但是，在繼續投資14nm製程方面，該公司持保守態度。

中國大陸14nm製程呼之欲出

相對於美、韓和台灣地區，中國大陸在14nm製程方面是絕對的跟隨者，經過多年的研發努力，取得了一定的突破，距離量產時間也不遠了，有望於2020年實現，中芯國際將扮演主要的推動者，其次是華虹集團的華力微電子。

中芯國際方面，其14nm FinFET已進入客户試驗階段，2019年第二季在上海工廠投入新設備，規劃下半年進入量產階段，未來，其首個14nm製程客户很可能是手機芯片廠商。據悉，2019年，中芯國際的資本支出由2018年的18億美元提升到了22億美元。

2019年2月，中芯國際聯席首席執行官梁孟松指出：“我們努力建立先進工藝全方位的解決方案，特別專注在FinFET技術的基礎打造，平台的開展，以及客户關係的搭建。目前，中芯國際14nm技術進入客户驗證階段，產品可靠度與良率已進一步提升。同時，12nm的工藝開發也取得突破。”

據悉，中芯國際14nm製程量產主要分三個階段：第一階段是成本>ASP，第二階段成本與 ASP相抵，第三階段成本

華力微電子方面，在年初的SEMICON China 2019先進製造論壇上，該公司研發副總裁邵華發表演講時表示，華力微電子今年年底將量產28nm HKC+工藝，2020年底將量產14nm FinFET工藝。

結語

目前來看，英特爾、三星和台積電依然是14nm製程的主力軍，也是它們主要的營收來源，其次是格羅方德和聯電，但這兩家的14nm產能相對來説很有限，而且也不是它們的發展重點。因此，在這個有巨大營收規模的市場，前三大玩家都在積極發展10nm、7nm及更先進製程，第四和第五玩家的產能又很有限的情況下，給了我國本土晶圓代工廠商不錯的發展機遇，關鍵是要抓緊時間量產，並保證產能和良率。只要跟對了時間點，還是大有可為的。