晶片產業，外憂內患並存。在中國本土晶片的解圍紓困之戰中，首先抵達14nm工藝的排頭兵中芯國際，12個月之內，在北京、深圳兩地，投入百億美金，兩度大幅擴增28nm及12英寸晶圓產能。
其實大力擴充套件28nm產能的，除開中芯國際，還有乾脆放棄先進工藝研發、已經做出28nm特色的聯電，甚至還有領軍晶圓代工的臺積電，斥資28。87億美元，擴充其南京廠28nm產能。
當摩爾定律開始挑戰 3nm 工藝，大家的眼光都聚焦在 蘋果A、驍龍、麒麟這些基於先進技術的明星晶片產品時，當半導體產業鏈在逆全球化趨勢下，成為卡住我們脖子的最急需突破時，中芯為什麼不大力穩固14nm先進工藝，甚至向7nm更高製程發起衝擊呢？
先進製程是半導體產業的絕對主流嗎？在半導體現狀下，務實與先進追求如何平衡？
本文試圖解釋這些疑惑。
世界缺芯，以28nm需求最旺盛，有些14nm及以上產能卻不飽和
目前，全球半導體產能供不應求，且業界普遍預期產能短缺情況會延續到2022~2023年。缺芯最缺的是哪種晶片？
代工廠的最新行動最能揭示答案：中國臺灣和大陸地區的多家知名半導體廠相繼宣佈建設新的12英寸晶圓廠，這其中以擴產12吋28奈米以下製程為主，主要輻射到5G智慧手機配件、資料中心邊緣運算、電動車與自動駕駛等缺芯現象突出的領域。
來自晶片行業的專業訊息稱，大陸目前產能最緊張的產能不是14nm，或者7nm工藝，而是55nm。
一線代工廠28nm產能已經排到明年
儘管國內龍頭中芯國際，已經實現14nm的大規模量產，但是由於
客戶、裝置、材料
的不確定性，中芯國際最近披露的月財報顯示，14/28nm工藝在2020年第四季度收入佔比下降至5%，低於三季度的14。6%。
也就是說，中芯國際14nm 產線在全面缺芯的大環境下，目前的產能反而是不飽和的。
臺積電剛剛公佈2021年第一季度工藝節點收入：7nm佔所有收入的35％，而5nm現在佔14％。資料表明臺積電的5nm收入在減少，反而是較老的工藝節點需求仍然強勁，其中28nm及以上工藝佔公司佔據收入最高的37％。
為什麼28nm產能需求如此強勁？
目前典型晶片工藝的設計成本：7nm晶片則需要2。71億美元；16nm /14nm晶片的平均IC設計成本約為8000萬美元；而28nm一般約為3000萬美元。
28nm製程處於晶圓工藝的先進製程和成熟工藝結合點，是整個產業毋庸置疑的成本效能控制最好的工藝。28nm在功耗設計、頻率控制、效能穩定等方面具有明顯優勢。
顯然是考慮到目前國內半導體現狀，最新的華為車載晶片，麒麟990A系列晶片使用了華為自研的泰山架構，採用穩妥的28nm工藝生產。
對於動輒投資超過百億美元的晶圓廠而言，製造工藝的成本和效能比，是運轉的關鍵。資本開支每代工藝節點增速平均達30%，比如每萬片月產能，在12英寸晶圓的初代節點90nm時，只需要4。8億美金資本開支，而進入14nm則需要20億美金的資本開支，7nm則高達25億美金，資本開支每代節點增速達到30%。
28nm 是國產晶片產業鏈整體最接近破局的製程
我國的半導體產業鏈國產替代程序一直穩步推進，在裝置和材料的國產替代上，很多方向上已經開始突破28nm，比如中微的刻蝕產品在業內開始領先，工藝節點甚至已經達到 5nm，進入臺積電的產線驗證。
刻蝕和清洗裝置，曾經是美系半導體傳統優勢領域，我們已經可以從應用材料和Lam的虎口裡奪食了。
離子注入機、塗膠顯影裝置，仍處於國產化突破前夕，支援到28nm製程的光刻機，我們更是在日思夜盼。
半導體材料是中國半導體最薄弱環節之一，高度依賴進口。目前在多個方向上，也開始有了一定國產化比例。
所以說，略顯落後的28nm，是我們整體半導體產業務實的第一目標。
大陸目前的28nm產線規模的提升，相信會為更多的國產半導體裝置和材料帶來更多驗證的機會，從而帶動整體產業鏈的升級，
如果沒有自主的整體產業，站穩在28nm這個層級做後盾，即使往上突破，也存在很大風險，因為其生產許可都是掌握在別人手裡的。
28nm製造鏈上我們的企業已全面涉足，這意味著，假設最艱險的時刻到來時，中國芯並非全無依仗。
7nm 製程是DUV工藝的極限，即使能量產，也需付出成本和良率的代價
我們不能否認，中芯國際依靠目前能獲得的有限資源，正在做向7nm先進製程延展的技術攻關，這種突破當然具有閃耀的意義。
例如臺積電的7nm製程，前兩代工藝N7、N7P就是基於DUV工藝，2018年度的華為麒麟980就是其代表作。
DUV（深紫外光）光刻機使用的光源都是193nm波長的ArF excimer laser，EUV（極深紫外線）光刻機光源則是13。3nm的laser pulsed tin plasma。在EUV技術出現之前，技術人員利用 DUV光刻機，透過把鏡頭放在水裡、相移掩模、多重曝光的方法，一步步推進晶片技術節點，使得193nm浸沒式光刻可以實現到10nm甚至7nm的解析度。
雖然透過複雜的DUV光刻多重曝光技術，可以實現7nm量產。但是，每多一次曝光都會增加生產工序，使得製造成本大大提升，而且良品率也難以控制。
尤其是涉及到7nm，其裝置、材料、EDA，這些七寸更加掌握在他人手裡，因為無法得到國內夥伴客戶支援，中芯國際即使實現了 7nm 的量產，其成本肯定無法與前三位大佬：臺積電、三星和英特爾競爭，無力獲取更多的國際訂單。
28nm是科技逆全球化趨勢下的安全區域
華為的遭遇使得我們早就看清，一定要時刻準備面臨最難的境地。
考慮到 28nm 工藝的廣泛性，在這條線上任何人試圖建立約束規則，顯然不太現實。ASML 執行長Peter Wennink日前表示，出口管制不僅不能停止其技術進步，而且還會損害自身經濟。並且多次宣告DUV光刻技術的相關裝置，不受限制。
14nm、10nm最近多次被提及，更別說7nm了，顯然這個節點，要被某些人設定成紅線，拉大我們與世界先進的差距。這是國產半導體產業必須面對的。中芯國際成熟14nm工藝的主要客戶高通和博通，就是因為一些不確定性，而選擇轉單。
而28nm似乎成為了某種意義上的安全區，而增添安全感的，不僅有因為廣泛性，而仍在發揮作用的半導體全球化根基，還有最重要的，是我們正在崛起的本土產業鏈。
生存是第一位的，“擁有”的才是珍貴的，“能用”的才是好用的，在艱難前行的路上，站穩28nm 顯然意義非凡。
28nm顯然不是什麼落後工藝
以28nm工藝為代表的成熟工藝在未來的一段時間內，還將是眾多廠商維繫利潤，能夠參與半導體先進工藝研發的基礎。
聯電是一個很好的案例：
2018年，聯電做了一個決定：停止12nm以下先進工藝的研發，在晶圓代工市場上不再拼高製程技術，專注28nm的產能及技術成熟度。專注28nm的聯電，目前成為炙手可熱的代工企業。
連三星的ISOCELL影象感測器和顯示驅動晶片，都需求著聯電代工。聯電也成功拿下高通、英偉達、德州儀器、意法半導體及索尼等大單，主要採用28nm、40nm或55nm等成熟製程，產品大多為模擬晶片。
28nm顯然不是什麼落後工藝，仍然需要打磨。至於先進製程，受制於研發成本、技術難度和潛在客源的雙重壓力，終將屬於少數的頂級玩家。
根據Gartner的統計，2020年全球28nm晶片市場規模約94億美元，其中臺積電的48億美元已佔據51%。而中芯國際2020年財報顯示28/14nm收入約4億美元左右，
就是說即使是有些被瞧不起的28nm，我們也差得很遠呢！
所以，一方面需要堅持完善28nm甚至是40nm等成熟工藝，加緊完善供應鏈，實現自我造血，另一方面，積極參與先進工藝的研發和製造，保持與先進製造的身位差距不要太大，才是我們的國產代工企業最恰當的策略。
寫在最後
隨著半導體晶圓工藝不斷逼近極限，某些先發優勢不斷被削減，這是作為後來者的其他晶圓廠商的歷史機遇。
國際化分工協作，全球共贏發展經濟的好日子一去不復返了。先進製程是我們追求的，但顯然不是我們急需的。目前我們的處境非常困難，仍需做最艱苦努力的準備。
28nm 其實是大有可為，如果相關的國產化程序取得突破，我們的市場規模和完善的工業體系，將凸顯優勢效應，可以大膽預見：
中國晶片鏈的崛起，是全球缺芯現象的決定性治癒因素，到那時，將我們排除在先進半導體體系之外的任何舉措都是徒勞的。
