赛迪顾问滕冉：国产28nm、14nm芯片大规模量产，将满足大部分市场需求
文章来源：赛迪网
芯片产业作为现代工业真正的明珠，是也全球化最彻底的产业，随着国际形势的变化，近几年，有关芯片的一系列问题成为大众关注的重点。自主发展核心芯片，构建国产化的芯片产业链成为我国工业现代化的必经之路。
尤其是经历过新冠疫情的当下，由于整个产业在疫情影响下导致上下游供应链不畅，带来整体性的“芯片短缺”。面对这样的现在的局面，再加之从去年开始的华为，这些事件都让我们感受到了芯片产业国产化的“刻不容缓”。当然，面对芯片带来的“困局”，也必须由芯片才能解决。有幸的是相关行业媒体对外报道了关于国产芯片发展的相关消息，其中最令人关注的便是，国产28nm芯片今年大规模量产，而国产14nm芯片明年大规模量产。
这两则消息一出便振奋了整个市场，尤其是在这个芯片短缺的节点。为了了解更多关于国产28nm芯片和国产14nm芯片大规模量产的信息，《数字经济》杂志/赛迪网记者专门采访了赛迪顾问集成电路产业研究中心负责人滕冉博士，听他为我们讲述了关于国产28nm芯片、国产14nm芯片大规模量产的意义。
赛迪顾问集成电路产业研究中心负责人滕冉博士
国产芯片技术升级，芯片市场继续扩大
据滕博士介绍，经过多年的发展，国内目前集成电路产业正在从高速发展阶段向高质量发展转型，国内中芯国际已经具备14nm、28nm等工艺技术。相关数据显示，2019年国内集成电路产业的产值超过了7500亿人民币，而2020年则达到了8848亿元。在整个产业发展中，集成电路制造行业取得的进步最为明显。
从5G毫米波芯片取得突破，打破市场垄断，到中芯国际N+1工艺成功流片。国产芯片制造技术进步速度超过预期。随着技术水平的提高，集成电路产能向中国大陆的转移，以及产业政策的支持，国产芯片制造产业链迎来新机遇。
一方面，近年来，中国集成电路市场的迅速发展推动了中国集成电路领域的产业进步与技术革新。随着应用领域的分化，中国大陆在集成电路制造领域技术水平不断取得突破，在先进与特色工艺的技术研发和产业化等方面取得了显著进展。中国大陆集成电路制造技术与国际领先技术的差距越来越小，为推动集成电路产业实现跨越发展奠定了牢固的基础。
另一方面，集成电路产能向中国大陆转移，为中国大陆集成电路行业的发展提供了新的机遇。中国大陆新增晶圆厂的逐步建设完成为国内集成电路行业在降低成本、扩大产能、地域便利性等方面提供了新的支持，对于集成电路产业的发展起到了促进作用。
同时，集成电路产业是国民经济和社会发展的战略性、基础性、先导性产业，是电子信息产业的核心。近年来，中国相继出台产业政策，以市场化运作的方式推动集成电路产业的发展。2020年8月国务院发布了《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》，进一步明确了对集成电路产业尤其是制造业的支持。
国产28nm芯片大规模量产，跨越中低端与中高端的分界线
对于28nm芯片的大规模量产滕博士介绍，28nm是集成电路制造产能中划分中低端与中高端的分界线。在当前的芯片种类里，除了对功耗要求比较高的CPU、GPU、AI芯片外，其余的工业级芯片都是用的28nm以上的技术，比如：电视、空调、汽车、高铁、火箭、卫星、工业机器人、电梯、医疗设备、智能手环、无人机等。可以看见的是，相比7nm和5nm这种先进工艺制程的芯片，28nm芯片才是主流。
“目前我国向中高端迈进的需求非常迫切，一旦完全掌握了28nm技术，就意味着市场上绝大部分的芯片需求，我们都不会被卡脖子了。”滕博士讲到。
28nm优势明显，成为IC工艺制程发展的关键节点。在成本几乎相同的情况下，使用28nm工艺制程可以给产品带来更加良好的性能优势。例如与40nm工艺相比，28nm栅密度更高、晶体管的速度提升了约50%，每次开关时能耗减少了50%。综合考虑成本和技术因素，28nm制程在未来很长一段时间将成为中端主流工艺节点。
而且，当前国内拥有28nm及以下晶圆厂的企业包括中芯国际、上海华力微、合肥长鑫等，目前国产设备可进入28nm及以下晶圆制造产线的厂商包括华海清科、沈阳拓荆、盛美半导体、北方华创、中微公司等。
北方华创在2018年实现了国产首台销售的ALD（原子层沉积设备），可实现28nm-14nm的FinFET等工艺要求；上海微电子宣布最快将在2021-2022年交付第一台国产28nm工艺的国产沉浸式光刻机；烁科中科信研发的中束流离子注入机达到了国外同类型设备水平，产品已经批量进入市场，大束流离子注入机工艺覆盖至28nm……
未来，在28nm芯片量产的历程中，国产芯片除了中芯国际外，还会有更多的国内厂商加入其中。
而在关于国产28nm芯片的市场情况上，滕博士表示国产28nm芯片国内市场广阔，需求十分旺盛。“目前国内的芯片制造企业们的产能已经全线利用上了，至少达到了98%，这是最近5年以来，产能利用率最高的一年。”滕博士讲到。
国产14nm芯片明年大规模量产，推动国产中高端芯片制程
对于国产14nm芯片明年大规模量产，滕博士表示根据目前代工厂的情况来看，拥有14nm技术的企业包括英特尔、台积电、三星、格罗方得、联电等。中芯国际则是继它们之后，首先掌握14nm技术并实现量产的本土企业。
从市场对14nm工艺的需求上看，根据相关统计显示，在2019年，整个半导体销售市场规模4376亿美元，其中65％芯片采用14nm制程工艺。在一段时间内，14nm会成为绝大多数中高端芯片的主要制程。这也说明，该节点仍然是当前最具市场价值的制程工艺之一。
由一二线的晶圆代工厂在14nm/16nm上的表现来看，14nm在AI芯片、高端处理器以及汽车等领域都仍具有可发展潜力。同时，这些领域也为中芯国际14nm的发展提供了机会。根据中芯国际所透露的关于14nm进展中显示，14nm芯片主要的应用包含高端消费电子产品、高速运算，低阶AP和基频、AI、汽车应用等。
国产芯片将满足通讯产业大部分需求，但高端芯片仍有缺口
对于通讯领域以及通讯运营商所关心，国产芯片是否可以满足包括5G通讯设备在内的通讯设备对于性能上的需求。滕博士表示，中芯国际已经量产的14nm芯片可以应用在5G通信、高性能计算这些领域，满足这些领域的大部分需求。
如果说，芯片就是数字世界的基石，更是数字世界与物质世界的唯一接口。但是，芯片毕竟是硬件，只有在软件层面充分调动芯片的性能才可以体现芯片的价值。而且，通过软件的调试也可以改变芯片的特性。对此，滕博士讲到了一个“软件改变芯片”的小故事：
1994年，Intel公司发现生产的CPU里有一个浮点运算出错了，这个问题会导致用户平均两万七千年遇到一次运算错误，但是英特尔的用户基数大，芯片应用领域广，极低概率的发生的事件，在这样的场景下也不能被忽视，就这样Intel公司也得召回这批芯片。
召回这些芯片后，怎么处理呢？难道要重新制作么？芯片的制造是一个非常复杂的过程，现在最先进的工艺节点甚至需要将近4000道工序，重置的成本极大。
对此，英特尔的工程师，对这批出现了设计缺陷或制造缺陷的芯片，研发了软件层面的补救措施，可以通过更新固件来修正错误，在正常运算中主动规避这个浮点错误。这样的做法一直沿用至今，对于电子设备中一些硬件上的缺陷，通常会使用软件修正错误。前几年，有媒体报道苹果手机的电池有问题，耗电量过快，之后苹果公司就是通过软件更新来解决耗电量问题。
当下，国内所生产的28nm和14nm芯片已经足够满足通讯运营商在通讯设备上的芯片所需。并且包括中芯国际在内的多家国内芯片代工企业，也在积极开发7nm工艺芯片，未来或将有效缓解高端芯片代工领域的对外依存。
而在眼下阶段，国内通讯运营商、设备提供商以及通讯方案服务商，也需要清楚当下芯片产业的变化，努力通过“软硬件结合”的模式，创新服务方案、设备架构，适应时代的变化发展。
芯片产业自力更生的同时要牢记“全球化”
最后，滕博士谈到了他对整个芯片产业以及与芯片密切相关的数字通信、电子产业的看法。他认为，芯片产业作为未来工业真正的明珠，是全球化最彻底的产业，也是全球最高级别的创新协作体系。
现在，国内的技术虽然可以满足做大量的普通芯片，这方面并不存在卡脖子。但是所谓的卡脖子是在顶级芯片领域被卡了脖子。
当前，芯片产业需要资本密集和技术密集同时具备，还需要一个全球创新的协作体系。我们在自主研发芯片的同时，要清晰意识到芯片产业发展的规律，当前的自主研发是为了更好地融于全球市场，而不是脱离全球市场另起炉灶。
但是，面对全球化退潮带来的芯片问题，除了我国芯片产业的自身的奋力发展，其他相关领域如数字化、通讯以及电子产业也需要重新定义产业发展方向。在5G通讯快速发展的当下，相关产业要努力融入全球化产业体系，主动增加这个体系对自己的依赖性，从而提升自身话语权。比如，开发与芯片相关的产业。华为在其4月份全球分析师大会上所传递出的战略，华为将“优化产业组合、增强产业韧性”开发相关软件场景，在当前“软硬件结合”的产业体系中，这样的战略将保证华为继续融于全球通讯体系，不会被全球通讯产业所抛弃。
面对当下的发展前景，滕博士讲道：“我们的芯片基础较差，这是一个既定事实，我们必须承认。但是，面对这样的事实，如何去做，去满足需求，才是可以真正体现‘中国企业家精神’的地方。”
后记
在动笔写完这份访谈的初稿后，笔者再次想到了采访当天的情形，滕博士平和笃定的语气中透露着他对中国芯片产业未来发展的信心。在访谈中，滕博士讲到他作为半导体产业的研究员，多年来接触了很多芯片行业的创业公司，很多优秀的创业者和企业家们都是在全球的芯片大厂做到很高的职位，然后怀抱着一颗创业的心，在资本的加持下，抓住产业的机会，在各个领域开始做芯片行业的创业。
他说，很有幸可以和这些优秀的创业者和企业家们“同行”，共同记录着中国芯片产业的发展。正是因为这些企业家对待工作，对待产业发展的热忱之心和“躬身入局”的态度，不断坚定他对于中国芯片产业发展的信心。（文/赛迪网·秦耳）
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