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紧抓成熟制程国产芯片有望实现“弯道超越”

导读：在成熟制程市场需求量旺盛、先进制程成本高、研发时间长的背景下，堆叠芯片技术有望助力国产芯片实现弯道超越。

　　如今，芯片正在越来越多的领域担任重要角色，它是电子产品运转的关键，从近年来的发展趋势来看，芯片制程越来越小，但并非所有芯片工厂都以先进制程为目标。中芯国际在制程上拼命追赶，但联电、格罗方德几乎放弃了先进制程的研究。

　　在芯片市场需求旺盛的情况下，为何联电、格罗方德会放弃先进制程的开发？

　　研发成本高，企业负担大。投资数百亿美元建设一座先进制程的晶圆厂对于企业来说是一笔不小的费用、但对于电子设备来说，先进制程能够有效节省设备的体积。

　　目前，大多数芯片的尺寸与硬币相当，但随着各行各业需求的增长，缩小晶体管的方法已经陷入瓶颈，芯片堆叠成为提高芯片性能的有效方法。

　　此外，市场对于芯片的需求也并非都是先进制程的。例如28nm工艺在很多场合都有广泛应用，与手机市场的降温不同，汽车行业对于28nm制程芯片的需求量很大，据统计，2021年我国汽车销量2627.5万辆，庞大的数字背后是旺盛的芯片需求。

　　在此背景下，中芯国际宣布继续投入50亿扩产28nm芯片，据统计在28nm芯片上中芯国际前后已经投入1000亿人民币。

　　但台积电对此却有不同的看法。台积电方面认为，28nm芯片需求已经饱和，应当把发展重点放在先进制程上。在攻克了3nm工艺后，台积电宣布3nm芯片将在2022年下半年实现量产，2nm芯片争取在2025年实现量产。

　　从中芯国际的实际来看，目前中芯国际的28nm工艺是成熟的，但再往上只能量产14nm芯片，而5nm、7nm工艺的技术需要投入大量资金、人力研发。

　　中芯国际之所以加大投入扩大28nm芯片的产能，也是出于对自己实际情况的考虑。2022年中芯国际资本开支预计在50亿美元左右，但基本上都计划用在28nm的产能扩张上，少部分用于先进制程的研发。

　　因为目前在工业自动化当中，28nm工艺制程芯片是主流，并不需要更为先进的芯片。而且随着新能源汽车的崛起，对于28nm芯片需求量会不断增加，所以中芯国际把重心放在28nm上也是明智之举。

　　在成本上，由于28nm与40nm的价格差较小，因此在成本接近的情况下，对比40nm工艺，28nm工艺的晶体管速度更快、栅密度更高且功耗更低，使用28nm工艺可以为产品带来良好的性能优势。与此同时，另一方面，在28nm工艺以下的工艺节点，成本则急剧攀升。

　　近年来芯片价格普遍上涨，且成熟制程涨幅颇大。而由于28nm工艺制程对比其它成熟制程在性能上更具优势，因此越来越多的厂商开始转向28nm工艺，这使得28nm成为了兼顾效能和成本的最佳解决方案，所以出现了全球晶圆代工市场位于三至五位的联华电子、格罗方德、中芯国际，集中扩大28nm产能的景象。

　　在成熟制程市场，28nm工艺需求依旧旺盛，尤其是国内的智能制造产业链，亟需晶圆代工厂供给成熟制程芯片，因此，中芯国际积极扩大28nm产能自然顺理成章。

　　此外，在先进制程的研究上，我国并没有停止追逐赶超的脚步。日前，华为就公布了多项绕开EUV 光刻机进行突破的技术：堆叠芯片。自从苹果前段时间放出的M1 Ultra芯片之后，才让所有人意识到，华为当初放出的堆叠芯片技术并不是“理想”而是实打实的新专利。

　　随着硅芯片“摩尔定律”不断接近天花板，研发不仅需要投入巨大的人力物力，在芯片的性能上也提高不多，而堆叠芯片技术既能够提高芯片性能，又能降低成本，有望助力国产芯片实现弯道超越。