成熟工艺重要性凸显,连美国都回过头来与中国竞争成熟工艺产能

柏铭007 2022-07-14

中国芯片

1172 字丨阅读本文需 4 分钟

此前三星和台积电在先进工艺方面斗得如火如荼,让各方都高度关注先进工艺,然而近日美国一家新创的芯片企业SkyWater获得了美国国防部2700万美元资助,SkyWater的最先进工艺也才65nm,这或许能让各方重新思考成熟工艺的意义。

其实这两年的芯片供应短缺就已催热了成熟工艺,中国第三家进入全球芯片代工TOP10的芯片制造企业晶合集成的最先进工艺就是65nm,它目前正推进55nm工艺,这家企业恰恰是TOP10中增长最快的芯片制造企业。

成熟工艺之所以再次得到追捧,在于当下过去两年全球各个行业所需求的芯片大多数都是由成熟工艺生产的,特别是一直备受芯片供应短缺困扰的汽车行业,汽车芯片更是多以成熟工艺生产,其中国产新能源汽车行业领军者比亚迪开发的IGBT芯片就是以90nm工艺生产,却已达到了全球主流水平。

成熟工艺生产的芯片在可靠性方面更高,业界都清楚先进工艺可以带来更高的性能,但是先进工艺的弱点就是可能导致可靠性下降,这从手机芯片用上两三年性能就会下降可看出来,汽车芯片往往要是使用十多年,这也促使汽车芯片往往采用成熟工艺生产。

再一个是成熟工艺的生产成本更低,对于工业制造来说,成本向来是它们考虑的最重要因素,而对于汽车来说一辆车需要数万个零部件,为了降成本当然更要在每个方面都要进行控制,这也导致汽车芯片更喜欢用成熟工艺。

先进工艺的成本越来越高,已让芯片业界难以承受,成熟工艺的DUV光刻机数千万美元,第一代EUV光刻机价格1.2亿美元,第二代EUV光刻机的价格再增两倍多至4亿美元,这都导致先进工艺的成本指数级上涨。

由于目前即将量产的3nm工艺成本太高,据悉已决定采用3nm工艺的芯片企业仅有Intel和苹果,其他芯片企业大多都停留在4nm工艺;台积电也考虑到太多芯片企业无法承受昂贵的先进工艺,研发了3D WOW封装技术,以7nm生产的芯片辅以3D WOW工艺可以达到5nm的性能,降低芯片生产成本。

如今全球芯片行业已进入下行阶段,芯片供给过剩、价格下跌,芯片行业的日子将不太好过,控制成本将再次成为芯片设计企业的优先考虑因素,如此一来低成本的成熟工艺产能反而可能引发众多芯片设计企业的争夺,而美国占有全球近五成的芯片市场份额却只有12%的芯片产能,成熟工艺产能更加稀缺,从而资助一家新创企业发展成熟工艺产能也就能理解了。

中国这几年大力发展的恰恰就是成熟工艺产能,短短数年间中国的芯片产能在全球的排名从第五名之外提升至第三名,可见中国成熟工艺产能的增长极为迅速,随着中国芯片产能的上涨,中国的芯片自给率已大幅上升。

随着中国芯片自给率上涨,中国正逐渐减少芯片进口量,今年前5个月芯片进口量减少了283亿颗,上半年芯片进口金额减少了1.3%,同期中国出口芯片金额却增长了24.2%,显示出中国芯片在增强自给率的同时,还在对海外出口芯片,中国芯片竞争力的上涨应该还是与中国以成熟工艺生产的芯片成本更低有关。

中国一面继续从美国大举进口芯片,另一方面却又大举出口芯片而成为美国芯片的竞争对手,这都让美国芯片行业看到了成熟工艺的重要性,两个经济体就成熟工艺产能展开竞争证明了中国芯片的巨大进步,这是中国制造的可喜进步。

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