2023，28nm制程潜力在哪？

前言：

相比其他成熟制程，28nm一直是单晶体管成本最低的工艺，也是DUV光刻机平面光刻的极限，技术难度远不及先进工艺。

但应用前景却十分广泛，能够满足手机、电脑、IoT和各类消费电子相关芯片需求。

再加上，量产这么多年，晶圆厂相关设备也早已折旧完毕，是制程工艺中当之无愧的［优等生］。

作者 ｜ 方文

图片来源 ｜ 网 络

28nm明年将继续坚挺

疫情因素、全球经济疲软、高通膨持续影响消费者信心，即使是过去抢手的晶圆代工厂也受到了影响。

整体来看，原本应该是需求旺季的下半年，需求依然不振，半导体库存消耗的速度低于预期，这是导致了晶圆代工订单大幅下降的主要原因。

高盛证券预计台积电2023年上半年5nm制程产能利用率会下降到原先的七成到八成；7nm制程则可能下降到原来的一半。

而作为对比，28nm制程产能利用率在今年下半年到明年上半年都会基本维持原样。

虽然现阶段日子不太好，但包括台积电、联电和中芯国际在内的晶圆代工厂预计将在2023年和2024年新增28nm产能。

到2025年，全球28nm制程芯片40％的产能会是在中国大陆，到2030年，28nm芯片的需求将增加逾两倍至281亿美元。

各厂制定28nm扩产计划

①台积电正按计划在高雄和日本的熊本县建设新晶圆厂，以实施其28nm制程扩张计划；

同时台积电在南京工厂的28nm芯片生产线计划在2022年Q4量产。

台积电2022年第三季度28nm芯片销售额约占其晶圆总收入的10％。

该比例将从2024年新的28nm晶圆厂产能上线时开始扩大。

扩大28nm工艺产能对于世界上最大的纯晶圆代工厂来说可能是必需的，因为28nm现阶段的规模较小，在28nm工艺领域占据更重要的地位势在必行。

②22／28nm芯片销售额占联电2022年Q3晶圆总收入的四分之一。

联电已将投资重点放在22／28nm晶圆厂产能扩张上。

在最近的财报电话会议上，联电重申其在中国台湾南部和新加坡的产能扩张仍在按计划进行，以满足长期供应承诺。

③瑞萨电子也宣布扩展28nm跨领域汽车控制微控制器产品线。随着汽车市场对MCU需求的增长，28nm在车用领域的应用也有望增加。

④三星正在对晶圆代工业务进行积极投资，在成熟制程方面，三星计划在2027年之前将成熟制程产能提高至目前的2．5倍。

⑤南科晶圆12A厂P6厂区预计明年第2季以28nm制程量产，但受设备交期延长等因素影响，时程将延到2023年底或2024年。

⑥中芯国际也在扩产进行时，包括中芯深圳、中芯京城、中芯东方、中芯西青在内的四大项目，都专注于28纳米及以上的工艺制造，未来五到七年产能将达到约34万片12英寸。

⑦格芯的晶圆代工生产基地主要位于新加坡、德国和美国。其中，新加坡主要生产40nm工艺，德国主要生产28nm，美国则是14nm。

今年六月，格芯宣布投资60亿美元用于扩大产能，其中10亿美元用于德国的28nm工艺扩产。

［先把28nm做好］是代工厂的出发点

从成本方面考虑，成熟制程的市场产能规模更大。成熟制程未来三年可能维持近75％－80％产能占比，相比先进工艺更具备规模经济效应。

从降低风险考虑，成熟制程应用范围更广，相对来说客户更加分散，在行业周期波动较大的时候可以平衡掉集中在先进工艺投资上的高风险。

例如需要先进制程芯片的市场表现明显不好的时候，代工企业就会考虑加大成熟制程的芯片产能，以保证整体产能利用率。

对于代工厂来说，成熟制程是获得资金的主要来源之一。先把28nm的做好，挣足够的钱，同时研究新的技术，去实现突破。

随着制程技术的提升，对半导体设备和材料的要求越苛刻，直接导致了制造成本的上升。

随着先进制程逐渐逼近极限，晶圆代工厂开始反攻成熟制程，这或许能够说明各大代工厂商希望通过占取成熟制程的市场空间来获得利润。

智能汽车拉高28nm制程需求

［智能汽车不能失去成熟芯片，就像西方不能失去耶路撒冷。］

对于智能汽车来说，芯片显然是不可缺少的重要部分，但其实相比14nm以下的先进制程，大部分车用芯片需要的是28nm以上的成熟制程。

以汽车零组件里常见的MCU、CIS来看，基本上都是28nm、45nm以及65nm成熟制程的天下，只有诸如自动驾驶芯片等少数汽车芯片才需要用到先进制程。

约有80％的车用芯片采用28nm以上成熟制程，仅有20％采用14nm以下先进制程。

其实此前汽车芯片缺货最严重的也是成熟制程芯片，而非先进芯片，甚至还出现由于芯片短缺，车厂在生产时减配的情况。

［赚钱真香］定律打败了摩尔定律

市场是一个残酷的游戏，有需求、能产生价值就会被青睐，反之就会被抛弃。

从2020年开始的芯片短缺潮，已经严重打乱了晶圆代工厂商的技术发展路线。

按照摩尔定律，2021年本应该是芯片技术实现突破爆发的一年。

但在巨大的需求刺激下，3nm、2nm的研发进度已经落后于预期，［赚钱真香］定律打败了摩尔定律。

因为28nm制程工艺是成熟工艺，只需要建厂就能扩产，只要有量产就能大把挣钱。

28nm工艺的重要之处在于，它是先进工艺和成熟工艺的分界点。

相比40nm，28nm晶体管速度更快、栅密度更高、功耗更低。

在相同成本下，28nm的性能更加优秀。

28nm工艺以下的工艺节点，成本急剧攀升。

28nm制程工艺的成本约为0．63亿美元，而5nm则攀升至4．76亿美元，成本增加了7倍多。

结尾：28nm在未来数年内将重新焕发竞争力

28nm虽然不是先进工艺，但也绝不是落后工艺。

作为成熟工艺中最重要的节点，28nm在未来数年内将重新焕发竞争力。

一旦完全掌握28nm芯片制造技术，我们很大程度上就能满足国内发展所需。

绝大多数设备和材料在28nm这个节点上基本已不存在技术问题，瓶颈主要在于光刻机和光刻胶，而后者也有望在1－2年内做到28nm产线的落地。

由于在中国大陆建设和运营一座晶圆厂的成本优势非常明显，加上美国此次限制政策以及国内旺盛的市场需求。

成熟制程和特色工艺可以应用于中小容量的存储芯片、模拟芯片（含驱动IC等）、MCU、电源管理芯片、模数混合芯片、CMOS传感器、传感器等，国内增长潜力大。

从未来制造工艺节点变化情况来看，28nm以上的成熟节点需求增长较快，预计占比将达到75％以上，其中新增产能中有65％都是28nm以上的成熟制程。

部分资料参考：半导体产业纵横：《2023，晶圆厂看好28nm》，拾月财经：《28nm又成扩产焦点？》

原文标题:AI芯天下丨深度丨2023，28nm制程潜力在哪？