28 納米 HKMG 制程試產(chǎn)良率達(dá)98%，對(duì)中芯龍頭構(gòu)成威脅

芯片，又稱(chēng)微電路(microcircuit)、微芯片(microchip)、集成電路(英語(yǔ)：integrated circuit, IC)。是指內(nèi)含集成電路的硅片，體積很小，常常是計(jì)算機(jī)或其他電子設(shè)備的一部分。

隨著 28 納米 Poly/SiON 制程技術(shù)成功量產(chǎn)，再加上 2018 年 2 月成功試產(chǎn)客戶(hù)采用 28 納米 High-K/Metal Gate(HKMG)制程技術(shù)的產(chǎn)品，試產(chǎn)良率高達(dá) 98% 之后，廈門(mén)聯(lián)芯在 28 納米節(jié)點(diǎn)上的技術(shù)快速成熟。這相對(duì)于當(dāng)前代表中國(guó)晶圓代工龍頭的中芯，在 28 納米 HKMG 制程良率一直不如預(yù)期的情況下，如果中芯新任聯(lián)席首席CEO梁孟松無(wú)法改善這樣的情況，并且力求在 14 納米的制程上有所突破，則中芯在中國(guó)的晶圓代工龍頭地位可能面臨不保的情況。

根據(jù)中國(guó)廈門(mén)聯(lián)芯集成電路的公告指出，該公司再次取得了技術(shù)發(fā)展上的新里程碑。也就是說(shuō)，中國(guó)廈門(mén)聯(lián)芯已于 2018 年 2 月成功試產(chǎn)客戶(hù)采用 28 納米 High-K/Metal Gate 制程技術(shù)的產(chǎn)品，而且試產(chǎn)良率高達(dá) 98%。使得目前中國(guó)廈門(mén)聯(lián)芯是繼中芯之后，能同時(shí)提供 Poly/SiON 和 High-K/Metal Gate 兩種制程技術(shù)的廠商。

事實(shí)上，中國(guó)中芯半導(dǎo)體早在 2016 年 2 月份就宣布 28 納米 HKMG 制程已經(jīng)成功進(jìn)入設(shè)計(jì)定案階段(tape-out)，是中國(guó)內(nèi)地晶圓廠中，首家可同時(shí)提供 28 納米多晶硅(PolySiON)與高介電常數(shù)金屬閘極(High-K/Metal Gate，HKMG)制程的廠商。

業(yè)界人士指出，因?yàn)?HKMG 技術(shù)較 PolySiON 困難許多，但可較 PolySiON技術(shù) 改善驅(qū)動(dòng)能力、提升晶體管的性能，同時(shí)大幅降低閘極漏電量所形成的絕緣層，氧化物厚度也較薄，能進(jìn)一步可降低晶體管的尺寸。因此，首度被用于 45 納米制程之后，各大廠在進(jìn)行制程優(yōu)化的同時(shí)，也都會(huì)積極推出 HKMG 制程。

而也因?yàn)?HKMG 流程的差異性，在金屬閘極在源極與汲極區(qū)之前或之后形成，使得 HKMG 流程分為 IBM 為首的 Gate-first，及英特爾為主的 Gate-last 兩大陣營(yíng)。不過(guò)，因?yàn)?Gate-last 要做到與 Gate-first 管芯密度相同，需要較復(fù)雜的工序與設(shè)計(jì)端的調(diào)整。因此，包括臺(tái)積電、格羅方德等大廠都在一開(kāi)始采 Gate-first 制程，聯(lián)電則是采混合式進(jìn)行。

然而，該項(xiàng)技術(shù)發(fā)展到后來(lái)，都遭遇到 Vt 臨界電壓難以控制，功耗暴增的難解情況。所以，臺(tái)積電在 2010 年發(fā)展 28 納米制程時(shí)，毅然決然改走 Gate-last。到了 2012 年，臺(tái)積電包含 HKMG 制程的 28 納米全世代制程技術(shù)才進(jìn)行量產(chǎn)。至于，聯(lián)電的部分，則是到 2014 年下半年，才推出 28 納米 HKMG 制程。

而中國(guó)中芯在 HKMG 制程上則是走與臺(tái)積電、聯(lián)電相反的道路。中芯在 28 納米節(jié)點(diǎn)原先走 Gate-last，在 2012 年得到 IBM 的協(xié)助，簽訂合作開(kāi)發(fā)協(xié)議之后，采取以 Gate-last 與 Gate-first 兼容進(jìn)行技術(shù)開(kāi)發(fā)。不過(guò)，不同于先前 40 納米節(jié)點(diǎn)的技術(shù)授權(quán)方式，而是 IBM 后來(lái)同意中芯可就研發(fā)成果往更先進(jìn)制程開(kāi)發(fā)。因此，直到 2016 年 2 月，中芯正式宣布 28 納米的 HKMG 制程已成功進(jìn)入設(shè)計(jì)定案的階段。

但是，就在中芯半導(dǎo)體大力推廣 28 納米節(jié)點(diǎn)制程的同時(shí)，2017 年就有外媒點(diǎn)名指出，雖然中芯的 28 納米處于快速成長(zhǎng)階段，但從產(chǎn)品規(guī)格來(lái)分析，其多偏向中低端的 28 納米 Ploy/SiON 技術(shù)，高端的 28 納米 HKMG 制程良率一直不如預(yù)期。另外，當(dāng)時(shí)德意志銀行還在投資報(bào)告中指出，因?yàn)橹行镜?28 納米晶圓不論在回報(bào)率、價(jià)格及毛利上都遇到挑戰(zhàn)。因此，客戶(hù)雖然未來(lái) 3 年對(duì) 28 納米晶圓需求強(qiáng)烈。但是，中芯國(guó)際的 28 納米晶圓生產(chǎn)緩慢，加上高端技術(shù)門(mén)檻都讓其生產(chǎn)線缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。

因此，對(duì)于這樣的情況，就有業(yè)界人士指出，在當(dāng)前中芯的 28 納米高端制程發(fā)展不順，又廈門(mén)聯(lián)芯有聯(lián)電背后的技術(shù)支持，使得技術(shù)良率不斷提升。再加上 28 納米制程為中端手機(jī)芯片和高端網(wǎng)絡(luò)芯片采用的主力制程，聯(lián)芯勢(shì)必將搶攻中國(guó)手機(jī)芯片的訂單的情況下，不但廈門(mén)聯(lián)芯恐分食中芯的市占率。而且，這對(duì)中芯來(lái)說(shuō)，廈門(mén)聯(lián)芯未來(lái)將有機(jī)會(huì)威脅中芯中國(guó)晶圓代工的龍頭地位。

芯片戰(zhàn)爭(zhēng)，一場(chǎng)國(guó)家戰(zhàn)略層面的生死搏殺已經(jīng)拉開(kāi)，誰(shuí)能掌握芯片技術(shù)的制高點(diǎn)，誰(shuí)將獲得最大的收獲。