纳米级芯片争夺硬件战场——14VS12

在半导体制造领域，10nm、7nm及更先进制程的竞争正在变得越来越不激烈，其主要原因自然是投入巨大、风险高，愿意进入的玩家越来越少。

我们知道，在中高端领域，市场上的主流制程工艺节点是22nm、16/14nm、10nm、7nm，以及今后的5nm和3nm，这些被称为主节点。而28nm、20nm、12nm、8nm等，被称为半节点，这些节点有很强的过渡属性，因此，总体来讲，它们的市场占有率相比于那些主节点要低。而28nm和12nm相对较为特殊，28nm是因为具有绝佳的性价比，因此应用面很广，也非常成熟；而12nm是典型的中端芯片制程工艺，市场上有多家知名处理器厂商的中端产品都选用了该制程工艺，这其中尤以手机处理器为最多。

先进产能竞争不激烈，而成熟的28nm制程则已经显得有些过剩。此时，居于两者中间位置的14nm制程显然成为了当下的中坚力量，承载着市场上绝大多数中高端芯片的制造，特别是工业、汽车、物联网等，拥有庞大的市场空间，14nm制程正当其时。

另一方面，中国大陆手机市场庞大，且中端和中低端占据着出货量的大头儿，这就给了中端手机处理器芯片绝佳的发展机会，相应的12nm制程技术的市场份额也就水涨船高了。

目前来看，14nm制程主要用于中高端AP/SoC、GPU、矿机ASIC、FPGA、汽车半导体等制造。对于各厂商而言，该制程也是收入的主要来源。

对于中国大陆本土的晶圆代工厂来说，正在开发14nm制程技术，距离量产时间也不远了。预计两三年后，随着新产能的成熟，14nm制程的市场格局值得期待。

12nm制程芯片

2018年8月，华为发布了中端芯片麒麟710，采用的就是12nm制程，用在了当时的中端机型、在海外被称为Mate20Lite上。麒麟710由CortexA73×4＋CortexA53×4组成，CPU主频为2.2GHz，GPU为Mali－G51。

2018年5月，联发科推出了中端芯片HelioP22，采用台积电12nmFinFET工艺制造，CPU为8核A53，最高主频2.0GHz。GPU采用PowerVRGE8320，频率650MHz，最高支持1600x720（20：9）屏幕分辨率。

2018年6月，联发科推出的中端芯片HelioP60表现不凡，吸引了OPPO和vivo等国产一线手机厂商的订单，像OPPOR15、vivoX21i等机型都搭载了HelioP60处理器。这颗芯片同样是定位中端，基于12nm制程工艺，并加入了人工智能技术。

2018年7月，联发科又推出了HelioA系列产品，并称其把高端产品功能下放到了用户基数庞大的大众市场。该系列的首款产品为HelioA22，同样采用12nm制程工艺，搭配CorePilot技术，内建主频2.0GHz的4核Cortex–A53，以及PowerVRGE图形处理器。

在中国大陆，紫光展锐最近几年在中端和中低端市场的拓展力度也很大，并逐步扩大着市场占有率，而在即将到来的5G市场，该公司推出了春藤510，采用了台积电12nm制程工艺，同时支持SA（独立组网）和NSA（非独立组网）方式。

可见，联发科是12nm制程中端手机芯片的主要玩家，来自DIGITIMESResearch的统计和分析显示，高通受中美贸易影响，预计今年第3和第4季度出货量将分别较前季减少3.8%和2.7%，高通强化自/span>

除了手机处理器之外，2018年底，AMD的显卡RX590采用了12nm制程代工生产，而这款产品的代工厂为格芯和三星两家。由于AMD与格芯的深厚关系，其很多芯片都是由格芯代工的，但随着格芯宣布退出10nm及更先进制程的研发和投入，使得AMD不得不将先进产品分给了三星和台积电代工，从而分散了格芯的订单。

而在同一时期，另一家显卡厂商NVIDIA则选择了台积电的12nm制程。

14nm制程芯片

自2015年正式推出14nm制程后，英特尔已经对其依赖了4年的时间，该制程也为这家半导体巨头带来了非常可观的收入。从Skylake（14nm）、KabyLake（14nm+）、CoffeeLake（14nm++），到2018年推出的14nm+++，该公司一直在保持对14nm制程的更新。而英特尔原计划在2016年推出10nm，但经历了多次延迟，2019年才姗姗来迟，从这里也可以看出该公司对14nm制程的倚重程度。

同为14nm制程，由于英特尔严格追求摩尔定律，因此其制程的水平和严谨度是最高的，就目前已发布的技术来看，英特尔持续更新的14nm制程与台积电的10nm大致同级。

今年5月，英特尔称将于第3季度增加14nm制程产能，以解决CPU市场的缺货问题。

然而，英特尔公司自己的14nm产能已经满载，因此，该公司投入15亿美元，用于扩大14nm产能，预计可在今年第3季度增加产出。其14nm制程芯片主要在美国亚利桑那州及俄勒冈的D1X晶圆厂生产，海外14nm晶圆厂是位于爱尔兰的Fab24，目前还在升级14nm工艺。

三星方面，该公司于2015年宣布正式量产14nmFinFET制程，先后为苹果和高通代工过高端手机处理器。目前来看，其14nm产能市场占有率仅次于英特尔和台积电。

前面提到，英特尔的14nm产能吃紧，已经难以满足市场需求，在这样的背景下，今年6月，有媒体报道称，三星和英特尔正在就14nmRocketLake芯片的生产进行谈判。

据报道，三星将于明年第四季度开始大规模生产英特尔的14nmRocketLake芯片，如果此言不虚的话，三星制造的首款CPU将于2021年上市。

三星其晶圆代工路线图中原本是没有12nm工艺的，只有11nmLPP。不过，三星的11LPP和格芯的12nmLP其实是“师出同门”，都是对三星14nm改良的产物，晶体管密度变化不大，效能则有所增加。因此，格芯的12nmLP与三星的12nm制程有非常多的共同之处，这可能也是AMD找三星代工12nm产品的原因之一。

AMD于去年推出了RX590，这是该公司首款12nmGPU。三星加入该产品的代工行列，其12nm制程是为AMD定制化的，是将原来的14nm制程进行版本优化的结果。另外，AMD的第2代Ryzen处理器也是采用12nm制程工艺制造的。

国产14nm迎曙光

最近由于疫情的影响，很多公司节后的复工生产面临着困难，不过对重要的半导体企业来说，这个假期及疫情危机都没有影响他们的正常生产，中芯国际日前表示产能利用率满载，生产稳定有序。

由于半导体生产的特殊性，工厂基本上是24小时不能停的，一旦停止再启动生产线就是很大的麻烦，确保连续生产非常重要。为了确保生产不受影响，中芯国际/span>

中芯国际表示，在春节期间，公司各地生产线仍按照生产计划有序生产。截至目前，公司的产能利用率满载，生产运营保持正常。根据中芯国际前不久发布的财报，2019年第4季度（10月1日~12月31日）营收为8.39亿美元，相比去年同期的7.88亿美元增长了6%，环比则增长了2.8%；第四季度获得了1.99亿美元，相比去年同期的1.34亿美元几乎增长了50%。在先进工艺上，Q4季度中已经量产14nm工艺，贡献了1%的营收，该工艺能够满足国内95%的芯片生产。

目前的重点是扩充14nm产能，今年3月达到4K，7月达到9K，12月达到15K。在14nm及改进型12nm工艺之外，今年底前中芯国际还会试产N+1代工艺，和14nm相比，性能提升了20%，功耗降低了57%，逻辑面积缩小了63%，SoC面积减少了55%。

目前看来，12nm制程本来不是一个竞争激烈的领域，但随着各大企业对其重视程度的提升，另外，市场需求，特别是中国大陆地区中端手机处理器需求的上涨，使得这一板块在未来的两三年很有看头。

另外，别忘了，中芯国际不仅14nmFinFET制程已进入客户风险量产阶段，而且在2019年第一季度，其12nm制程工艺开发进入客户导入阶段，第二代FinFETN+1研发取得突破，进度超过预期，这意味着用不了多久，一个新的12nm制程玩家将杀入战团，新的竞争局面和变数值得期待！

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内容引用：人工智能学家《芯片的二线战场：14nm与12nm争夺战》

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