晶圓代工五虎全線出擊_風聞

來源：內容來自半導體行業觀察（ID：icbank）原創，謝謝！

市場對晶圓代工產能的需求從未像當下這麼強烈，從成熟製程到先進製程，幾乎全線處於供不應求的狀態。在這種情況下，能夠通吃成熟和先進製程的晶圓代工廠就可以在市場上處於優勢地位，誰覆蓋的面更廣，誰就能在競爭中佔據上風。從排名來看，也基本體現出了這樣的局面，特別是全球排名前五的晶圓代工廠，分別是台積電、三星、聯電、格芯、中芯國際。這幾家都有成熟製程和先進製程產線，但所佔比例各不相同，其中，台積電的先進製程最強，所佔比重最高，三星緊隨其後，這是它們排名前二的重要原因；聯電和格芯都以成熟製程為主，有一部分先進製程；中芯國際則以成熟製程為主，先進製程總體處於生長、起步階段。

以節點來看，成熟製程和先進製程很難有明確的劃分，本文則以28nm為分界線，小於28nm的節點為先進製程，反之則為成熟製程，另外，每家公司都有各自的特殊製程，相應的節點會分佈在28nm左右兩側。下面就看一下全球晶圓代工**“五虎”**近一年內在成熟和先進製程方面的發展和表現。

台積電

提到台積電，先進製程已經成為了該公司的名片，特別是7nm、5nm和3nm。

7nm方面，台積電已經在這個節點上獲得了超過200個NTO，且大多投入量產。台積電已經生產了超過10億顆7nm芯片。在7nm時代，台積電還率先推出了使用EUV技術的7nm+工藝。在7nm基礎上，該公司推出了6nm工藝，這個平台的一個主要特點是與7nm工藝平台兼容，這樣，客户很容易把7nm的設計移植到6nm。

2020年，台積電實現了5nm的量產，與7nm相比，新工藝的速度提升了15%，功耗降低了30%，而邏輯密度則是前者的1.8倍。在良率方面，新工藝的進展也非常順利。與此同時，該公司還推出了增強版的N5P工藝製程，晶體管的速度提升了5%，功耗降低了10%，這將給HPC帶來新的機會。

此外，台積電還基於N5平台推出了N4工藝，其速度、功耗和密度都有了改善。其最大的優勢同樣是在於其與N5的兼容，使用5nm工藝設計的產品能夠輕易地轉移到4nm的平台上。這也能保證台積電客户在每一代的投資，都能獲得更好的效益。N4試產將在2021年第四季度，而量產將會在2022年實現。

目前，台積電正在為3nm製程工藝量產做着準備，在這代工藝上，台積電會繼續採用FinFET。與5nm相比，台積電3nm的速度將提升10%到15%，功耗將提升25%到30%，邏輯密度將是前者的1.7倍，SRAM密度也將能提升20%，就連模擬密度也提升了10%。根據台積電規劃，3nm工藝將在2022年下半年進行量產。

台積電不僅在先進製程方面處於霸主地位，在成熟和特殊製程領域同樣名列前茅。台積電能提供MEMS、圖像傳感器、嵌入式NVM，RF、模擬、高電壓和BCD功率IC等製程工藝。台積電在基本的邏輯技術基礎上，會加上先進的ULL&SRAM、RF&Analog及eNVM技術，實現低功耗以及模擬技術的提升。

為了實現低功耗，台積電可提供0.18um eLL、90nm ULP、55ULP等製程，同時，台積電還推出了最新的FinFET技術-N12e，可以打造高效高能的產品。

台積電在Sensor，Stacking和ASIC（ISP）方面都在延續自己的技術。Sensor方面從N65BSI 一直到N65BSI，Stacking方面，則是從BSI到Advanced Pixel Level Stack，ASIC（ISP）則是從N90LP到N65LP。

三星

在先進製程方面，三星是唯一能衝擊台積電的晶圓代工廠。繼7nm之後，三星正在5nm製程方面向台積電發動着攻擊。

三星的5nm製程於2020年第三季度實現量產，稍晚於台積電，但相差不多。三星的5LPE（5nm低功耗早期）製造技術是該公司7LPP（7nm低功耗性能）製造工藝的改進，該工藝已經使用了兩年。

與7LPP相比，5LPE增強了EUV光刻工具的使用，以提供10％的性能提升（在相同的功率和複雜度下）或20％的功耗降低（在相同的時鐘和複雜度下），並減少約25％的面積。5LPE 在原始工藝中增加了幾個新模塊，包括具有智能擴散中斷（Smart Diffusion Break：SDB）隔離結構的FinFET，以提供額外的性能。

三星表示，5LPE在很大程度上與7LPP兼容，這使5LPE設計可以複用IP，從而降低了成本並加快了上市時間。

三星首批5LPE芯片是在其位於韓國華城的第一條 EUV專用V1生產線上生產的。從2021年下半年開始，這項技術將在三星平澤新產線中使用。

3nm 製程方面，三星計劃於2022年下半年量產，這也是在對標台積電。

在成熟製程方面，三星目前有四條產線，包括三條12英寸和一條8英寸的，12英寸晶圓代工線分佈在韓國和美國，主要針對相對高端的製程工藝，包括65nm、45nm、32/28nm HKMG、14nm FinFET工藝。8英寸晶圓代工線於2016年開放，涵蓋180nm到65nm節點，主要用於eFlash、功率器件、CIS，以及高壓制程等。

聯電

自從調整經營策略後，聯電專注成熟和特殊製程技術，並從強化財務結構、具成本競爭力的產能擴充及調整產品組合着手。

2020年，聯電在先進製程平台推出14nm 14FFC製程、22nm超低功耗22ULP及超低漏電流22ULL製程、28nm高效能運算28HPC+製程等均已進入量產，並採用28HPC+製程量產圖像信號處理器（ISP），且今年導入更先進產品。聯電還針對毫米波（mmWave）製程完成了55nm／40nm／28nm平台，可應用於移動裝置、物聯網、5G通訊、車用電子及工業雷達。

在特殊製程方面，聯電28nm高壓制程在晶圓代工業界是第一個開發並量產OLED面板驅動IC的廠商，22nm高壓22eHV製程研發進度符合預期。RFSOI技術可滿足所有4G／5G手機對射頻開關的嚴格要求，目前90nm製程已進入量產，55nm製程即將導入量產，同時已着手開發40nm RFSOI技術平台，以滿足後續5G和mmWave市場增長需求。

此外，聯電嵌入式閃存（eFlash）的40nm製程已導入量產，28nm研發符合預期，將可供應物聯網需求。40nm電阻式隨機存取內存（ReRAM）已經進入量產階段，22nm ReRAM技術平台和22nm嵌入式磁阻隨機存取內存（eMRAM）製程平台研發如期進行中。

格芯

格芯主攻成熟製程，其在先進製程方面涉獵已經很少，最先進的是12nm工藝。2020年，該公司宣佈其最先進的FinFET製程工藝12LP＋大功告成。按照格芯的説法，12LP＋相較於12LP，性能增加了20%、規模面積減少了10%。

目前，12LP＋已經在AI訓練芯片領域通過了IP驗證，可減少生產成本、創造更大價值。另外，格芯也在豐富12LP＋的IP組合包，目標包括PCIe 3/4/5、USB 2/3主控芯片、HBM2/2e顯存、DDR/LPDDR4/4X芯片、GDDR6芯片等。

在成熟製程方面，格芯主要涉及28nm/22nm、40nm/45nm、55nm/65nm、90nm、130nm工藝。

中芯國際

受國際形勢影響，中芯國際先進製程研發進展受阻，預計14nm以下節點製程帶來的營收將有所下降。然而，由於市場對40nm及以上成熟製程的需求仍然維持在較高水平，2020年，中芯國際憑藉在成熟製程方面的優勢取得了17%的營收年增長率及5%的市場佔有率。中芯國際全年14nm/28nm營收佔比為9.3%，40nm/45nm營收佔比為16%，55nm/65nm營收佔比為30%，合計佔比超過總營收的一半以上。

具體來看，中芯國際有150多個工藝平台，按地區劃分：在上海，0.35μm-0.11μm有65個工藝；在天津，0.35μm-0.15μm有35個工藝；在深圳，0.35μm-0.15μm有25個工藝；在北京，0.18μm-22nm有76個工藝。此外，該公司於2020年新增了10個工藝平台。

IP方面，中芯國際已經積累2300個，具體包括：826個40nm/28nm的IP，562個65nm/55nm的IP，74個90nm的IP，355個0.18μm/0.15μm的IP，35個0.35μm/0.25μm的IP，以及478個0.13μm /0.11μm的IP。

結語

在當今的產業環境下，晶圓代工的地位愈加突出，而在成熟和先進製程方面具備多線能力的廠商，其市場接受度會更高，營收能力更強。越全面，越能實現通吃。