國內晶圓代工現狀簡析，與國外差距又在哪裡？

2020-08-31

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從去年的科技戰開始，美國頻頻用晶片作為籌碼來遏制中國科技產業的發展，使得科技產業不能自主。

在這樣的大環境下，做大做強自家晶片成為亟不可待的任務。

然而，目前中國晶片發展存在諸多困難。

在半導體產業鏈中，中國目前最薄弱的環節是基礎材料研究和先進設備製造。

半導體製造除了半導體設備本身極具技術難度之外，各個環節設備之間的工藝配合以及誤差控制需要大量的經驗積累。

一顆晶片上至少有數億個電晶體，nm單位可以簡單看成是單個電晶體尺寸大小。

按照摩爾定律，隨著電晶體尺寸越來越小，理論上相同大小的處理器性能會有顯著提升，同時功耗相對會降低。

例如在20nm技術節點，集成電路產品的晶圓加工工藝步驟約1000步，在7nm時將超過1500步，任何一個步驟的誤差放大都會帶來最終晶片良率的大幅下滑，因此半導體製造行業是一個高度精密的系統工程。

在某種程度上來說，半導體工藝的發展與產業整體成長緊密相關。

國內晶圓代工「兩頭在外」，工藝製程差距2~3代

作為技術及資本密集型行業，晶圓代工行業集中度達到了空前的地步。

自中芯國際2000年成立開始，中國大陸在半導體製造領域一直追趕，但目前差距仍然十分明顯。

根據最新報告統計，2019年第二季全球晶圓代工市場市占率排名前三分別為台積電、三星與格芯，台積電更是豪取全球幾乎半數市場份額。

目前大陸晶圓代工企業和本土設計公司在產值方面出現嚴重的不匹配。

局限主要體現在兩方面：

從產能端來看，「兩頭在外」現象嚴重，本土晶圓製造代工廠給國外設計公司做代工，國內設計公司也依靠海外代工廠去製造晶片。

從晶圓代工工藝角度來看，目前國內晶圓代工廠在特色工藝領域（BCD等模擬工藝、射頻、e-NVM、功率器件等）同國外晶圓代工廠差別不大，基本能滿足國內設計公司要求，同時也承接了大規模海外設計公司的需求。

國內晶圓代工廠難以滿足國內設計公司對主流工藝（16nm及以下）和高性能模擬工藝的需求。

從製程端來看，與海外巨頭有2~3技術代的差距。

本土IC設計公司近年來設計工藝逐漸向90nm以內節點發展。

2017年，設計公司採用0.13um節點占比53%，2018年90nm及以下節點製程的需求將超過0.13um，至2025年中國設計公司70%會用到90nm以內製程。

而大陸目前最先進的工藝製程為28納米，僅有中芯可提供，第一代FinFET 14納米技術進入客戶驗證階段，而全球最領先的台積電則已向5納米進軍。

與英特爾和三星對比，代表大陸最先進水平的中芯在量產14納米與其有近5年的時間差距。

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