電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/周凱揚(yáng)）半導(dǎo)體制造工藝經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，已經(jīng)有了翻天覆地的變化。但如果我們單從晶圓代工廠的工藝布局來(lái)看，就會(huì)發(fā)現(xiàn)變化并不算大，領(lǐng)頭的臺(tái)積電、三星等依然在加大先進(jìn)工藝投入，而第二梯隊(duì)的廠商們還在成熟工藝上穩(wěn)扎穩(wěn)打。

早在兩年前，我們還會(huì)將28nm視作成熟工藝以及先進(jìn)工藝的分水嶺。但隨著3nm的推出，以及即將到來(lái)的2nm，成熟工藝的定義已經(jīng)發(fā)生了變化，分水嶺已然換成了T2和T3晶圓廠不愿投入的7nm/8nm工藝。10nm以上都可以被視為成熟工藝，就連三星也將14nm歸到了成熟工藝節(jié)點(diǎn)的范疇內(nèi)。

盡管廠商之間的分級(jí)定位變化有限，但成熟工藝的市場(chǎng)卻迎來(lái)了不小的變動(dòng)。尤其是在某些特定應(yīng)用市場(chǎng)，不少堅(jiān)守在成熟工藝的晶圓廠都迎來(lái)新一輪的挑戰(zhàn)。

格芯：客戶過(guò)渡到10nm以下趨勢(shì)明顯

作為少有的美國(guó)本土晶圓代工廠，格芯從2018年就放棄了7nm工藝的開發(fā)，不去開發(fā)先進(jìn)工藝，而是選擇固守10nm以上的工藝節(jié)點(diǎn)。經(jīng)過(guò)一輪出售和新建，如今格芯的制造足跡主要分布在美國(guó)、歐洲和新加坡。

格芯目前最先進(jìn)的工藝為FinFET 12LP+這一12nm的節(jié)點(diǎn)，可用于高性能SoC的制造，覆蓋消費(fèi)、工業(yè)和汽車等領(lǐng)域。然而從最新公布的2023年財(cái)報(bào)來(lái)看，其全年?duì)I收為74億美元，出現(xiàn)同比9%的下滑。格芯將其歸結(jié)于低端消費(fèi)電子和家用電子的需求疲軟，以及全球宏觀經(jīng)濟(jì)因素和庫(kù)存增加導(dǎo)致，而這還是在格芯汽車相關(guān)市場(chǎng)的收入增長(zhǎng)三倍的前提下，才保證了整體營(yíng)收不至于下滑太多。

終端市場(chǎng)營(yíng)收占比 / 格芯

在通信基建和數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)，格芯的營(yíng)收出現(xiàn)了疲軟，在財(cái)報(bào)會(huì)議上，格芯指出這也是由于一部分?jǐn)?shù)據(jù)中心用戶過(guò)渡到10nm以下導(dǎo)致的。這類客戶往往需要更低的功耗和更高的性能，同時(shí)進(jìn)一步縮小芯片面積，所以目前只有7nm及以下的工藝節(jié)點(diǎn)才能提供這樣的PPA表現(xiàn)。

值得關(guān)注的是，格芯也在近期拿到了美國(guó)芯片法案提供的15億美元補(bǔ)貼，未來(lái)還將收到紐約州綠色芯片法案提供的6億美元補(bǔ)貼，用于幫助其繼續(xù)擴(kuò)大產(chǎn)能，尤其是其位于紐約州馬耳他鎮(zhèn)的晶圓廠。格芯計(jì)劃在該地建立第二座晶圓廠，主要用于支撐美國(guó)本土的汽車、航天航空以及國(guó)防相關(guān)的芯片制造，主要客戶包括通用汽車、洛克希德馬丁等。

格芯可以說(shuō)是首個(gè)獲得芯片法案補(bǔ)貼的純晶圓代工廠，這也得益于其在國(guó)防相關(guān)半導(dǎo)體制造上的合作項(xiàng)目。21億美元是一筆不小的數(shù)目，但即便如此，要想用這筆錢去推進(jìn)10nm以下的工藝還是比較吃力的。所以格芯即便有了這兩大補(bǔ)貼，也依然選擇去擴(kuò)大已有成熟工藝平臺(tái)的產(chǎn)能?？梢娂幢阌幸徊糠挚蛻舾耐读藙e的晶圓廠，格芯也堅(jiān)信其現(xiàn)有的工藝足以支撐汽車等行業(yè)的長(zhǎng)期轉(zhuǎn)型。

聯(lián)電：與英特爾合作開發(fā)12nm平臺(tái)


聯(lián)電作為成熟工藝晶圓代工的領(lǐng)導(dǎo)者之一，坐擁12座晶圓廠，等效12英寸晶圓月產(chǎn)能達(dá)到40萬(wàn)片。其擁有14到90nm的工藝平臺(tái)，主要專注在邏輯以及特殊工藝上。從聯(lián)電最新公布的財(cái)報(bào)來(lái)看，去年的營(yíng)收同比下滑20.2%，營(yíng)業(yè)利潤(rùn)更是出現(xiàn)了44.5%的下滑。聯(lián)電表示，全球經(jīng)濟(jì)環(huán)境拉長(zhǎng)了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)庫(kù)存調(diào)整的周期，致使其晶圓出貨量和產(chǎn)能利用率都有所下滑。

即便如此，2023年的聯(lián)電并沒(méi)有放棄繼續(xù)推進(jìn)工藝研發(fā)。在去年致股東報(bào)道中，聯(lián)電提到在14nm工藝方面，客戶以其14FFC平臺(tái)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品良品率已經(jīng)突破90%，也已經(jīng)成功導(dǎo)入5G和網(wǎng)通類應(yīng)用中，并順利進(jìn)行量產(chǎn)。不過(guò)，從最新發(fā)布的財(cái)報(bào)結(jié)果中，可以看到在2023年，14nm帶來(lái)的營(yíng)收幾近為零，但40nm及以下工藝的營(yíng)收占比從2022年的42%提高到了2023年的45%，占比最高的依然是22/28nm兩大工藝節(jié)點(diǎn)。

聯(lián)電制程營(yíng)收占比 / 聯(lián)電

由此看來(lái)，目前聯(lián)電在14nm工藝上并沒(méi)有收獲太多訂單，相關(guān)客戶可能還是在試產(chǎn)階段，但不管怎么說(shuō)，聯(lián)電無(wú)疑是有14nm晶圓的制造實(shí)力的。更何況從近期的消息看來(lái)，聯(lián)電似乎并不打算駐足于14nm，而是想要再進(jìn)一步。

今年1月25日，聯(lián)電和英特爾共同宣布，雙方將合作開發(fā)12nm的工藝平臺(tái)，用于應(yīng)對(duì)移動(dòng)、通信基建和網(wǎng)絡(luò)等高增長(zhǎng)市場(chǎng)，這一新的工藝節(jié)點(diǎn)將在英特爾位于亞利桑那州的三個(gè)晶圓廠進(jìn)行開發(fā)和制造，預(yù)計(jì)2027年開始量產(chǎn)。

對(duì)于聯(lián)電來(lái)說(shuō)，利用這些晶圓廠的現(xiàn)有設(shè)備無(wú)疑可以顯著降低前期的投資成本，同時(shí)可以借助英特爾在10nm以上工藝豐富的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，把產(chǎn)能擴(kuò)張到北美市場(chǎng)。有了更先進(jìn)的工藝后，聯(lián)電也可以幫助其客戶，尤其是通信領(lǐng)域的相關(guān)客戶實(shí)現(xiàn)技術(shù)遷移。

寫在最后

先進(jìn)工藝代表了半導(dǎo)體制造技術(shù)的最前沿，甚至這幾年在消費(fèi)電子、AI和數(shù)據(jù)中心等應(yīng)用的推動(dòng)下，占比屢創(chuàng)新高。可話雖如此，市面上也只有臺(tái)積電、英特爾和三星這些頂級(jí)晶圓代工廠才有資本去追逐個(gè)位數(shù)納米工藝以及未來(lái)的埃米級(jí)工藝。至于晶圓廠之間成熟工藝的競(jìng)爭(zhēng)，也會(huì)愈演愈烈。

T1晶圓代工廠們?nèi)栽诜e極擴(kuò)張成熟工藝的產(chǎn)能或地域分布，而T2、T3的晶圓代工廠穩(wěn)步擴(kuò)張產(chǎn)能改進(jìn)工藝的同時(shí)，也更加需要現(xiàn)有客戶產(chǎn)品迭代以及新客戶新品的Desgin Win。更重要的是，如果今年晶圓需求如預(yù)期一樣回溫的話，從DUV等半導(dǎo)體設(shè)備進(jìn)出口的數(shù)據(jù)來(lái)看，中國(guó)內(nèi)地的成熟工藝晶圓代工矩陣已經(jīng)變得更加浩大，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也會(huì)隨之升溫。