先进工艺已到3nm制程，为何中芯国际还主导投资1200亿扩大28nm产能？

作者：chance

28nm工艺，在芯片行业通常被称为先进制程与成熟制程的分水岭。

不过，种种资料显示，自2020年底以来，中芯国际对28nm工艺情有独钟，其不仅先后在北京、深圳、上海3次拓展28nm制程及以上成熟制程工艺产能，而且为其主导投资累计超过1200亿元。

在台积电和三星争相研发3nm先进制程工艺的大背景下，为何中芯国际仍旧投重资持续扩大28nm成熟制程产能？

据GPLP犀牛财经观察，综合而言，中芯国际主要有以下几个方面的因素：

芯片市场方面：其实成熟制程仍存在巨大产能缺口

当前在全球缺芯的大背景下，成熟制程存在着巨大的产能缺口，28nm工艺已然成为需求量最大的制程。

尽管在手机芯片、电脑CPU、显卡、人工智能等领域，需要借助先进制程生产高性能的芯片，企业对芯片制造的工艺要求相对较高，然而在物联网、智能家居、汽车电子、通信、医疗、智能交通、航空航天等领域，28nm工艺芯片已经足够应对这些领域的产品，市场对28nm工艺有着十分广泛的生产需求。

值得一提的是，28nm制程所使用的制造工艺和生产设备，能够向上兼容40nm等更为成熟的制程，这对晶圆厂而言是最具效益的扩产方式，而且中芯国际28nm制程工艺良率已经达到业内先进水准。

据中芯国际公布的2022年1至2月主要经营数据公告显示，经初步核算，中芯国际实现营业收入12.23亿美元左右，同比增长59.1%；实现归属于上市公司股东的净利润3.09亿美元左右，同比增长94.9%。

（图源：中芯国际数据公告）

中芯国际之所以能够实现营收和净利润的大幅增长，这离不开其成熟制程工艺下良品率的提升——从全球产业链角度来看，毫无疑问，疫情之后，中国已成为世界工厂，为全球提供了大量的工业产品，而就中国国内的产业链而言，涉及家电、汽车、物联网、可穿戴设备、医疗等领域的芯片，也存在大量产品需要依靠成熟制程来进行生产。

因此，中芯国际扩产28nm成熟制程产能，对国内的相关产业具有很强的配套作用。

芯片技术方面:：中芯国际距头部企业仍有差距

根据TrendForce集邦咨询调查的数据显示，2021年第四季全球前五大晶圆代工企业分别为台积电、三星、联华电子、格罗方德、中芯国际。在芯片的先进制程市场，市场基本被台积电和三星所垄断。

（图源：TrendForce集邦咨询）

对于芯片头部企业如台积电、三星这两家国际晶圆代工市场的头部企业来说，其当下的业务重心则倾向于实现3nm先进制程的技术突破。

这就有点类似于班里的尖子生学霸总要选择挑战自己一样，台积电也同样如此——据台积电公布的最新数据显示，2022年第一季度7nm制程出货营收占比为30%，5nm制程出货营收占比为20%，台积电的先进制程营收占比达到50%。

而对于同为学霸的台积电与三星来说，产品良率则是决定台积电与三星这两个学霸谁能够在3nm工艺竞争中胜出的关键。

客观来说，台积电3nm制程工艺采用的是鳍式场效应晶体管（FinFET）结构，FinFET运用立体结构，不仅使电路更稳定，同时也达成了半导体制程持续微缩的目标。

对此，台积电CEO魏哲家表示，台积电将在2022年下半年以较高的良品率，实现3nm制程芯片的量产。

而与台积电研发的工艺结构不同，三星采用的则是全环绕栅极晶体管(GAAFET) 。而且在3nm的专利积累上，三星的专利数量与台积电相比也有一定差距。

据GPLP犀牛财经了解，目前三星电子的3nm GAAFET工艺良率仍远落后于预期，良率仅在10%至20%之间，估计首年的量产产能仅可供自家产品使用。

受困于设备限制、起步较晚等方面的因素，中芯国际掌握的最先进量产工艺为14nm，距离台积电还有着不小距离。

在确保良性发展的基础上，中芯国际也在积极进行先进制程的研发。

只是在种种现实问题，比如面临美国的限制，ASML公司迟迟无法交付EUV（极紫外）光刻机，中芯国际只能在DUV（深紫外）光刻机的基础上深挖潜能，研发N＋1、N＋2工艺，绕过EUV光刻机生产与7nm性能相近的芯片。

利润方面:28nm制程具更高性价比

在成本上，由于28nm与40nm的价格差越来越小，因此在成本接近的情况下，对比40nm工艺，28nm工艺的晶体管速度更快、栅密度更高且功耗更低，使用28nm工艺可以为产品带来良好的性能优势。

与此同时，另一方面，在28nm工艺以下的工艺节点，成本则急剧攀升。

价格上，出于疫情原因、芯片短缺等多方面的因素，近年来芯片价格普遍上涨，且成熟制程涨幅颇大。而由于28nm工艺制程对比其它成熟制程在性能上更具优势，因此越来越多的厂商开始转向28nm工艺，这使得28nm成为了兼顾效能和成本的最佳解决方案。

因此这呈现出了全球晶圆代工市场位于三至五位的联华电子、格罗方德、中芯国际，集中扩大28nm产能的景象。

资料显示，2022年2月，联华电子董事会批准新计划，将在新加坡的12英寸厂区扩建一座新的制造工厂，拓展22/28nm工艺产能。

格罗方德在退出先进制程的竞争后，重点专注28nm工艺等成熟制程，近期在全球投资约60亿美元用以提高产能。

与此同时，自2020年底以来，中芯国际也已经连续三次扩大28nm产能：

2020年12月，中芯控股、国家集成电路基金二期、亦庄国投共同成立合资企业，投资76亿美元，建设12英寸晶圆厂，扩产28nm制程工艺；

2021年3月，中芯国际与深圳市政府签订合作框架协议。双方拟以建议出资的方式，经由中芯深圳开展项目发展和运营，项目投资23.5亿美元，重点生产28nm及以上的芯片并提供相关技术服务；

2021年9月，中芯国际与上海自贸区临港新区管委会签署合作框架协议，双方在临港自贸区共同成立合资公司，项目计划投资约88.7亿美元，扩大28nm芯片产能。

接连的三次动作，中芯国际主导的投资总额累计达到188.2亿美元（约1200亿元人民币）。

对此，中芯国际联合CEO赵海军表示，2022年初上海临港项目已破土动工，北京和深圳两个项目稳步推进，预计2022年底投入生产。三个新项目满产后，将使中芯国际的总产能倍增。

只是，在高端芯片领域，中芯国际如何破局则令市场备受瞩目。

写在最后

现阶段，在先进制程市场，台积电和三星正处于两强争锋的态势，在3nm的研发和量产上台积电处在领先位置；在成熟制程市场，28nm工艺需求依旧旺盛，尤其是国内的智能制造产业链，亟需晶圆代工厂供给成熟制程芯片，因此，中芯国际积极扩大28nm产能自然顺理成章。

只是，“人无远虑必有近忧”，中芯国际如何在芯片后期持续升级则令人拭目以待。