造芯 中芯國(guó)際與臺(tái)積電、三星的差距只差一臺(tái)“光刻機(jī)”嗎？
差3臺(tái)？差更多臺(tái)？
中芯國(guó)際和臺(tái)積電在造芯能力上之所以有著中低端與頂級(jí)之差主要是因?yàn)榇嬖跓o(wú)和有頂級(jí)光刻機(jī)這個(gè)物理性差距 。當(dāng)然 。差距不止這1個(gè) ， 成立20年與33年所奠定的技術(shù)基礎(chǔ)之差也足夠大 ， 隊(duì)伍規(guī)模近1.8萬(wàn)人與4.8萬(wàn)人這個(gè)差距也不小 ， 且不說(shuō)其中的高端和頂尖人才誰(shuí)多誰(shuí)少 ， 后2個(gè)差距是不是至少相當(dāng)于1臺(tái)高端光刻機(jī)？
中芯國(guó)際與臺(tái)積電的物理性差距則為差2臺(tái)高端光刻機(jī) 。也可以說(shuō)是1臺(tái) ， 即中國(guó)產(chǎn)高端光刻機(jī) 。根據(jù)已經(jīng)明朗化的局勢(shì) ， 本來(lái) ， 1臺(tái)外國(guó)產(chǎn)高端光刻機(jī)好像會(huì)可以先到先長(zhǎng)期用著 ， 1臺(tái)中國(guó)產(chǎn)高端光刻機(jī)后到后長(zhǎng)久用著 ， 結(jié)果呢？大概率 ， 只能等到中國(guó)產(chǎn)出來(lái)了才能有高端以至世界頂級(jí)光刻機(jī)可用 。自不待言 ， 沒(méi)有世界高端以及頂級(jí)光刻機(jī)可用是造成2019年年度營(yíng)業(yè)額與臺(tái)積電存在31.157億美元對(duì)364.32億美元這個(gè)差距的最主要因素 。
即便將來(lái)依靠N+2工藝實(shí)現(xiàn)了造出7納米芯片也差2臺(tái) 。1臺(tái)是荷蘭產(chǎn)高端光刻機(jī) ， 用以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定量產(chǎn)7以至5、3納米芯片 ， 足可以支持中芯國(guó)際達(dá)到臺(tái)積電的造芯水平 ， 從而與其并駕齊驅(qū) ， 進(jìn)而搶占高端芯片制造市場(chǎng) ， 也就是擠占臺(tái)積電既有的高端制造市場(chǎng)份額；1臺(tái)是國(guó)產(chǎn)化高端光刻機(jī) ， 用以迎回華為高端麒麟芯片和高端手機(jī) ， 說(shuō)不定屆時(shí)又讓OPPO從臺(tái)積電那里返回中芯國(guó)際這里造芯 ， 而比OPPO先返回的應(yīng)該是紫光展銳 ， 進(jìn)而讓國(guó)產(chǎn)手機(jī)都有高端中國(guó)芯可用 。
中芯國(guó)際最急需哪臺(tái)光刻機(jī)？未必是兩年前向荷蘭ASML下單的那臺(tái)EUV極紫外光刻機(jī) ， 盡管在盼著早點(diǎn)兒到貨 ， 而應(yīng)該是國(guó)產(chǎn)的那臺(tái)高端光刻機(jī) ， 主要原因有3 ， 一是荷蘭至今也還沒(méi)有批準(zhǔn)ASML給中芯國(guó)際供貨 ， 美國(guó)政府今后還會(huì)是攔著不讓賣貨 ， 中芯國(guó)際應(yīng)該已經(jīng)自知靠這臺(tái)來(lái)解燃眉之急、補(bǔ)當(dāng)前之差的愿望恐得不到滿足；二是中芯國(guó)際自己也被實(shí)施出口限制 ， 發(fā)生在被“技術(shù)管轄”的同時(shí) ， 本來(lái)切切實(shí)實(shí)執(zhí)行了美國(guó)政府發(fā)出的禁止代工華為芯片令；三是中芯國(guó)際應(yīng)該是一直在為先奪得、后“失去”華為代工14納米芯片訂單而痛惜著直至內(nèi)疚著 ， 若能“失而復(fù)得”就太好了 ， 關(guān)鍵是意味著未來(lái)至少將與臺(tái)積電一樣好 ， 意義重大又深遠(yuǎn) 。說(shuō)來(lái) ， 中芯國(guó)際好難啊！1臺(tái)荷蘭高端光刻機(jī)恐怕是不可能進(jìn)廠了 ， 1臺(tái)中國(guó)高端光刻機(jī)是無(wú)論如何都不能很快進(jìn)廠 ， 然而 ， 由先已致力于N+1、后將致力于N+2 ， 可知中芯國(guó)際不僅能力足夠強(qiáng) ， 又是足夠努力的 ， 堪稱自強(qiáng)、發(fā)憤圖強(qiáng)！
中芯國(guó)際何時(shí)才能彌平與臺(tái)積電的差距？怎么也還得10年 ， 在上海微電子10年左右造出了國(guó)產(chǎn)化高端光刻機(jī)之后 。據(jù)最新報(bào)道 ， 上海微電子負(fù)責(zé)人預(yù)計(jì)將在2022年量產(chǎn)28納米光刻機(jī) ， 而我國(guó)將在2025年實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化的浸沒(méi)式光刻機(jī)據(jù)稱最高能達(dá)到11納米或10納米 ， 這都意味著中芯國(guó)際一時(shí)半會(huì)彌補(bǔ)不了與臺(tái)積電以及三星的差距 ， 須知：ASML在2007年造出22納米光刻機(jī) ， 2017年造出7納米及其以下的高端光刻機(jī) ， 間隔為10年 。略想便知 ， 中芯國(guó)際在仍舊用著荷蘭DUV光刻機(jī)的期間 ， 無(wú)論怎么努力改良、升級(jí)工藝 ， 也追不上用著世界頂級(jí)光刻機(jī)的臺(tái)積電 ， 連三星也追不上 ， 這是非常簡(jiǎn)單的道理 ， 其它的道理都在其次；又由于還使用著美國(guó)技術(shù)而被遙控 ， 不由自主 ， 加上還被打壓著 ， 不免受傷 ， 處境會(huì)持續(xù)地難受 。當(dāng)然 ， 臺(tái)積電由于眾所周知的原因 ， 現(xiàn)在其實(shí)也并不好過(guò) ， 在中芯國(guó)際面前假設(shè)想趾高氣揚(yáng)也會(huì)頗為收斂 ， 這是因?yàn)殡m然的確有著能買到最新最高極紫外光刻機(jī)這個(gè)大優(yōu)勢(shì) ， 得天獨(dú)厚 ， 卻也是只得任由美國(guó)逼著走路、壓著代工 。10年之后 ， 中芯國(guó)際不僅可以趕上臺(tái)積電 ， 最關(guān)鍵的是比臺(tái)積電自主可控了 ， 也就是臺(tái)積電反倒是比中芯國(guó)際差了1臺(tái)自主化高端光刻機(jī) ， 這無(wú)疑是1個(gè)改變歷史性質(zhì)的大反轉(zhuǎn) ， 中芯國(guó)際只剩下1個(gè)何時(shí)超越臺(tái)積電的問(wèn)題了 ， 再也不需要顧忌美國(guó) 。
其他網(wǎng)友觀點(diǎn)臺(tái)積電 ， 世界芯片代工企業(yè)的翹楚 ， 擁有世界上最頂尖的芯片加工技術(shù) ， 1987年由張忠謀在臺(tái)灣創(chuàng)立；三星是個(gè)巨無(wú)霸 ， 芯片代工只是其眾多業(yè)務(wù)中的一項(xiàng)；中芯國(guó)際 ， 中國(guó)大陸芯片代工巨頭 ， 2000年由張汝京創(chuàng)立于上海 。
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這三家公司他們有著共同的商業(yè)模式：為芯片設(shè)計(jì)公司提供芯片生產(chǎn)代加工服務(wù) ， 是該行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的直接競(jìng)爭(zhēng)著 。
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雖然中芯國(guó)際以現(xiàn)在的實(shí)力 ， 還無(wú)法與前兩家公司抗衡 ， 但是它有著良好的發(fā)展前景 ， 若干年后極有可能會(huì)跟臺(tái)積電和三星展開(kāi)激烈競(jìng)爭(zhēng) 。
同一領(lǐng)域?qū)嵙Σ煌娜夜?nbsp;， 它們之間有差距 ， 也有共性 ， 下面我們就來(lái)探討一下！
不同點(diǎn)芯片制程的差距臺(tái)積電是世界上第一個(gè)投產(chǎn)5nm芯片的廠商 ， 3nm將于2021年第一季度試產(chǎn) ， 2022年上半年量產(chǎn)；三星今年6月份才能完成5nm生產(chǎn)線的建設(shè) ， 今年底或明年初量產(chǎn)；中芯國(guó)際去年年底開(kāi)始了14nm芯片的量產(chǎn) ， 今年年底有望開(kāi)始7nm芯片試產(chǎn) 。
從現(xiàn)在量產(chǎn)芯片的制程工藝來(lái)看 ， 中芯國(guó)際落后臺(tái)積電兩代 ， 落后三星一代 。
專利數(shù)量的差距
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去年年底公布的 ， 2019年全球半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)明專利排行榜中三星易5376件排名榜首（其中包含了三星在半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的研發(fā)與生產(chǎn)的相關(guān)專利）；臺(tái)積電以2168件專利排名第二；中芯國(guó)際631件專利排名28位 。
從專利數(shù)量這個(gè)維度來(lái)對(duì)比 ， 中芯國(guó)際跟臺(tái)積電、三星的差距十分巨大 。
市場(chǎng)份額的差異
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2019臺(tái)積電延續(xù)了傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì) ， 市場(chǎng)份額一騎絕塵 ， 占比超過(guò)了50%；三星占據(jù)第二名 ， 份額為19%；中芯國(guó)際位列第五 ， 份額為5%左右 。
這個(gè)數(shù)據(jù)的對(duì)比 ， 中芯國(guó)際與兩大巨頭的差距更為驚人 。
芯片制造設(shè)備的差距
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ASML公司制造的光刻機(jī)代表了全球最高水平 ， 誰(shuí)擁有了ASML最新的EUV光刻機(jī) ， 就具備了制造世界上最先進(jìn)芯片的基礎(chǔ)能力 。
臺(tái)積電和三星同為ASML的股東 ， 在第一時(shí)間就獲得了EUV光刻機(jī) 。而中芯國(guó)際在已經(jīng)付完貨款的情況下 ， 由于眾所周知的原因始終無(wú)法獲得EUV光刻機(jī) ， 使得在芯片制造設(shè)備這一基礎(chǔ)條件上就落后于臺(tái)積電和三星 。
共同點(diǎn)三家公司除了有處在同一行業(yè)、同樣的商業(yè)模式兩點(diǎn)共同點(diǎn)外 ， 還因?yàn)橐粋€(gè)人有了另外一個(gè)共同點(diǎn)：現(xiàn)任中芯國(guó)際CEO梁孟松先后在這三家公司任職 。
2009年梁孟松因?yàn)椴顒e待遇的原因從臺(tái)積電離職 ， 在韓國(guó)一大學(xué)任職兩年后于2011年加入了三星 。因?yàn)閷＠袥Q的原因 ， 梁孟松無(wú)法在三星繼續(xù)工作 ， 于2017年加入中芯國(guó)際并成為該公司CEO 。
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梁孟松擁有極高的技術(shù)天賦 ， 其參與技術(shù)研發(fā)的半導(dǎo)體技術(shù)專利就有181件 ， 在臺(tái)積電時(shí)期被譽(yù)為創(chuàng)始人張忠謀的左右手 。加入三星后 ， 以一己之力幫助三星在14nm技術(shù)節(jié)點(diǎn)上超越了臺(tái)積電 。在加入中芯國(guó)際后 ， 僅僅用了300天的時(shí)間就讓中芯國(guó)際從28nm就跨越到了14nm 。在沒(méi)有EUV的條件下 ， 其主導(dǎo)的n+1和n+2工藝在現(xiàn)有光刻機(jī)設(shè)備條件下 ， 可以讓中芯國(guó)際制造的芯片達(dá)到等同于7nm工藝的性能 。
總結(jié)：雖然現(xiàn)階段中芯國(guó)際與臺(tái)積電和三星的差距是全方位的 ， 但這樣的現(xiàn)實(shí)并不妨礙中芯國(guó)際成長(zhǎng)為世界上最頂級(jí)的芯片代工企業(yè)：現(xiàn)在只有臺(tái)積電、三星和中芯國(guó)際具備14nm及以下制程芯片的制造能力 ， 其它廠商已經(jīng)完全放棄了14nm以下芯片的市場(chǎng) 。相信在技術(shù)天才梁孟松的帶領(lǐng)下 ， 和國(guó)內(nèi)大量訂單的支持下 ， 中芯國(guó)際一定會(huì)擁有一個(gè)美好的未來(lái)！
其他網(wǎng)友觀點(diǎn)光刻機(jī)是制程芯片的關(guān)鍵設(shè)備 。中芯國(guó)際與臺(tái)積電、三星(造芯)雖都從事芯片生產(chǎn)代工業(yè)務(wù) ， 但三者之間的差距不僅是一臺(tái)“光刻機(jī)”這么簡(jiǎn)單 。
在制程芯片過(guò)程中、工藝節(jié)點(diǎn)是一個(gè)反映集成電路技術(shù)工藝水平最直接的參數(shù) 。除EUV和DUV采用的紫外光源波長(zhǎng)不同造成的區(qū)別外 ， 光源的計(jì)量控制、透鏡曝光的補(bǔ)償參數(shù)等都是提升節(jié)點(diǎn)的重要因素 。
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一、芯片制程工藝、配套的技術(shù)和生產(chǎn)鏈存有不足 。
中芯國(guó)際目前可制程14nm工藝芯片、並正在攻克良率和抓緊研發(fā)7nm生產(chǎn)工藝 。而臺(tái)積電已能為蘋果A14仿生芯片、海思麒麟9000、高通驍龍875芯片進(jìn)行5nm制程的量產(chǎn)代工 。並已準(zhǔn)備3nm工藝芯片投資研發(fā) ， 英特爾將成為其首位3nm芯片的代加工客戶 。而3nm工藝芯片將在2021年試產(chǎn)、2022年量產(chǎn)、2023年達(dá)到月產(chǎn)10萬(wàn)片晶圓的產(chǎn)能 ， 繼續(xù)拉大與其它代工廠的差距 。
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即使是現(xiàn)在臺(tái)積電的5nm工藝 ， 比較7nm工藝也在功耗上降低了30%、性能提升了15% 。
三星(造芯)是韓國(guó)的一家同時(shí)做芯片代工和芯片的企業(yè) 。其CPU也是依據(jù)ARM主體架構(gòu)設(shè)計(jì) ， 擁有7nm、5nm芯片工藝完整的制程產(chǎn)業(yè)鏈 ， 除自給自足外還能為其它廠商代為加工 。其生產(chǎn)的5nm工藝相比較7nm工藝功耗降低了20% ， 性能提升了10% 。
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由此可見(jiàn) ， 中芯國(guó)際除缺少EUV7nm光刻機(jī)外 ， 在光刻機(jī)使用技術(shù)和工藝上也是有差距的 。
光刻機(jī)是芯片制造的關(guān)鍵設(shè)備 ， 制造技術(shù)難度最高 。但高端芯片制程還需蝕刻機(jī)、透鏡加工、薄膜生產(chǎn)設(shè)備、拋光機(jī)和清潔劑、離子注入設(shè)備、擴(kuò)散爐等設(shè)備配套運(yùn)用 。在精密控制、光源計(jì)量、透鏡工藝、曝光補(bǔ)償參數(shù)調(diào)整、材料篩選等方面 ， 臺(tái)積電和三星有較為成熟、完整的代工生產(chǎn)鏈和技術(shù) 。而中芯國(guó)際這方面有著除光刻機(jī)外而與臺(tái)積電、三星三者之間有一定的差距 。
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二、中芯國(guó)際與臺(tái)積電、三星(造芯)在人才、技術(shù)積淀和儲(chǔ)備、在芯片代工的市場(chǎng)份額、營(yíng)收上也有較大差距 。
臺(tái)積電為世界第一的獨(dú)立芯片代加工企業(yè) ， 能從荷蘭ASML拿到60%份額頂尖的極紫外光EUV是很大優(yōu)勢(shì) 。華為、蘋果、高通、英特爾、AMD等都是臺(tái)積電大客戶 ， 產(chǎn)能占全球芯片市場(chǎng)的54.2% ， 2020年二季度營(yíng)收達(dá)3107億美元、增加28.92% ， 凈利潤(rùn)1209億美元 ， 增加81.04% ， 堪稱全球第一晶圓代工廠 。
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三星雖同時(shí)做芯片代工和芯片業(yè)務(wù) ， 但起步較早 。1983年12月已成功開(kāi)發(fā)64KDRAM(動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器)VLSI芯片 ， 是曾經(jīng)的半導(dǎo)體產(chǎn)品的領(lǐng)導(dǎo)者 ， 現(xiàn)在是除臺(tái)積電外生產(chǎn)5nm芯片的最大代工廠 。營(yíng)收達(dá)300多億美元、占全球市場(chǎng)份額15.9% 。
中芯國(guó)際沒(méi)有頂端EUV光刻機(jī)、同時(shí)也缺少高端芯片制程的人才和技術(shù)積淀 ， 所以市場(chǎng)份額是臺(tái)積電的5%、排名世界第五 ， 客戶也多為國(guó)內(nèi)一些廠商 。
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【造芯 中芯國(guó)際與臺(tái)積電、三星的差距只差一臺(tái)“光刻機(jī)”嗎？】因此 ， 中芯國(guó)際與臺(tái)積電、三星(造芯)的差距不僅是一臺(tái)光刻機(jī) ， 在制程工藝和技術(shù)設(shè)備、人才、市場(chǎng)等多方面存有不足 。要成為世界一流的高端芯片制造企業(yè) ， 還有很長(zhǎng)的路要走 。
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