ASML同意出售光刻机，中芯却一直扩大28nm产能，为何不冲刺7nm？

芯片产业，外忧内患并存。在中国本土芯片的解围纾困之战中，首先抵达14nm工艺的排头兵中芯国际，12个月之内，在北京、深圳两地，投入百亿美金，两度大幅扩增28nm及12英寸晶圆产能。

其实大力扩展28nm产能的，除开中芯国际，还有干脆放弃先进工艺研发、已经做出28nm特色的联电，甚至还有领军晶圆代工的台积电，斥资28.87亿美元，扩充其南京厂28nm产能。

当摩尔定律开始挑战 3nm 工艺，大家的眼光都聚焦在 苹果A、骁龙、麒麟这些基于先进技术的明星芯片产品时，当半导体产业链在逆全球化趋势境下，成为卡住我们脖子的最急需突破时，中芯为什么不大力稳固14nm先进工艺，甚至向7nm更高制程发起冲击呢？

先进制程是半导体产业的绝对主流吗？在半导体现状下，务实与先进追求如何平衡？

本文试图解释这些疑惑。

目前，全球半导体产能供不应求，且业界普遍预期产能短缺情况会延续到2022~2023年。缺芯最缺的是哪种芯片？

代工厂的行动最能说明答案。中国台湾和大陆地区的多家知名半导体厂相继宣布建设新的12英寸晶圆厂，这其中以扩产12吋28纳米以下制程为主，主要辐射到5G智能手机配件、数据中心边缘运算、电动车与自动驾驶等缺芯现象突出的领域。

来自芯片行业的专业消息称，大陆目前产能最紧张的产能不是14nm，或者7nm工艺，而是55nm。

一线代工厂28nm产能已经排到明年

尽管国内龙头中芯国际，已经实现14nm的大规模量产，但是由于客户、设备、材料的不确定性，中芯国际最近披露的月财报显示，14/28nm工艺在2020年第四季度收入占比下降至5%，低于三季度的14.6%。也就是说，中芯国际14nm 产线在全面缺芯的情况下，产能目前反而是不饱和的。

台积电刚刚公布2021年第一季度工艺节点收入：7nm占所有收入的35％，而5nm现在占14％。数据表明台积电的5nm收入在减少，反而是较老的工艺节点需求仍然强劲，其中28nm及以上工艺占公司占据收入最高的37％。

为什么28nm产能需求如此强劲？

目前典型芯片工艺的设计成本：7nm芯片则需要2.71亿美元；16nm /14nm芯片的平均IC设计成本约为8000万美元；而28nm一般约为3000万美元。

28nm制程处于晶圆工艺的先进制程和成熟工艺结合点，是整个产业毋庸置疑的成本性能控制最好的工艺。28nm在功耗设计、频率控制、性能稳定等方面具有明显优势。

显然是参考了目前国内半导体现状，最新的华为车载芯片，麒麟990A系列芯片使用了华为自研的泰山架构，采用稳妥的28nm生产。

而且对于动辄投资超过百亿美元的晶圆厂而言，制造工艺的成本和性能比，是运转的关键。资本开支每代工艺节点增速平均达30%，比如每万片月产能，在12英寸晶圆的初代节点90nm时，只需要4.8亿美金资本开支，而进入14nm则需要20亿美金的资本开支，7nm则高达25亿美金，资本开支每代节点增速达到30%。

我国的半导体产业链国产替代进程一直稳步推进，在设备和材料的国产替代上，很多方向上已经开始突破28nm，比如中微的刻蚀产品在业内开始领先，工艺节点甚至已经达到 5nm，进入台积电的产线验证。

刻蚀和清洗设备，曾经是美系半导体巨头应用材料和Lam的传统优势领域，我们已经可以从应用材料和Lam的虎口里夺食了。

离子注入机、涂胶显影设备，仍处于国产化突破前夕，支持到28nm制程的光刻机，我们更是在日思夜盼。

半导体材料是中国半导体最薄弱环节之一，高度依赖进口。目前在多个方向上，也开始有了一定国产化比例。

所以说，略显落后的28nm，是我们整体半导体产业务实的第一目标。

大陆目前的28nm产线规模的提升，相信会为更多的国产半导体设备和材料带来更多验证的机会，从而带动整体产业链的升级，如果不是整体产业站稳在28nm这个层级，即使往上突破，也存在很大风险，因为其生产许可都是掌握在别人手里的。

28nm制造链上我们的企业已全面涉足，这意味着，假设最艰险的时刻到来时，中国芯并非全无依仗。

我们不能否认，中芯国际依靠目前能获得的有限资源，正在做向7nm先进制程延展的技术攻关，这种突破当然具有闪耀的意义。

DUV（深紫外光）光刻机使用的光源都是193nm波长的ArF excimer laser，EUV（极深紫外线）光刻机光源则是13.3nm的laser pulsed tin plasma。在EUV技术出现之前，技术人员利用 DUV光刻机，通过把镜头放在水里、相移掩模、多重曝光的方法，一步步推进芯片技术节点，使得193nm浸没式光刻可以实现到10nm甚至7nm的分辨率。

虽然通过复杂的DUV光刻多重曝光技术，可以实现7nm量产。但是，每多一次曝光都会增加生产工序，使得制造成本大大提升，而且良品率也难以控制。

例如台积电的7nm制程，前两代工艺N7、N7P就是基于DUV工艺，2018年度的华为麒麟980就是其代表作。

尤其是涉及到7nm，其设备、材料、EDA，这些七寸更加掌握在他人手里，中芯国际即使实现了 7nm 的量产，因为无法面向某些伙伴客户，其成本肯定无法与前三位大佬：台积电、三星和英特尔竞争，无力获取更多的国际订单。

华为的遭遇使得我们早就看清，一定要准备面临最难的境地。

考虑到 28nm 工艺的广泛性，在这条线上任何人试图建立约束规则，显然不太现实。ASML 首席执行官Peter Wennink日前表示，出口管制不仅不能停止其技术进步，而且还会损害自身经济。并且多次声明DUV光刻技术的相关设备，不受限制。

14nm、10nm最近多次被提及，更别说7nm了，显然这个点要被某些人设置成红线，拉大我们与世界先进的差距。这是国产半导体产业必须面对的。中芯国际成熟14nm工艺的主要客户高通和博通，就是因为一些不确定性，而选择转单。

而28nm似乎成为了某种意义上的安全区，而增添安全感的，不仅有因为广泛性，而仍在发挥作用半导体全球化根基，还有最重要的，是我们正在崛起的本土产业链。

生存是第一位的，“拥有”的才是珍贵的，“能用”的才是好用的，在艰难前行的路上，站稳28nm 显然意义非凡。

以28nm工艺为代表的成熟工艺在未来的一段时间内，还将是众多厂商维系利润，能够参与半导体先进工艺研发的基础。

联电是一个很好的案例：

2018年，联电做了一个决定：停止12nm以下先进工艺的研发，在晶圆代工市场上不再拼高制程技术，专注28nm的产能及技术成熟度。专注28nm的联电，目前成为炙手可热的代工企业。

连三星的ISOCELL图像传感器和显示驱动芯片，都需求着联电代工。联电也成功拿下高通、英伟达、德州仪器、意法半导体及索尼等大单，主要采用28nm、40nm或55nm等成熟制程，产品大多为模拟芯片。

28nm显然不是什么落后工艺，仍然需要打磨。至于先进制程，受制于研发成本、技术难度和潜在客源的双重压力，终将属于少数的顶级玩家。

根据Gartner的统计，2020年全球28nm芯片市场规模约94亿美元，其中台积电的48亿美元已占据51%。而中芯国际2020年财报显示28/14nm收入约4亿美元左右，就是说即使是有些被瞧不起的28nm，我们也差得很远呢！

所以，一方面需要坚持完善28nm甚至是40nm等成熟工艺，加紧完善供应链，实现自我造血，另一方面，积极参与先进工艺的研发和制造，保持与先进制造的身位差距不要太大，才是我们的国产代工企业最恰当的策略。

随着半导体晶圆工艺不断逼近极限，某些先发优势不断被削减，这是晶圆的后来者厂商的历史机遇。

国际化分工协作，全球共赢发展经济的好日子一去不复返了。先进制程是我们追求的，但显然不是我们急需的。目前我们的处境非常困难，仍需做最艰苦努力的准备。

28nm 其实是大有可为，如果相关的国产化进程取得突破，我们的市场规模和完善的工业体系，将凸显优势效应，可以大胆预见：中国芯片链的崛起，是全球缺芯现象的决定性治愈因素，到那时，将我们排除在先进半导体体系之外的任何举措都是徒劳的。

ASML同意出售光刻机，中芯却一直扩大28nm产能，为何不冲刺7nm？

首先，现在主流的芯片还是28nm的，也就是说28nm平时够用，用得最多。

其次，28nm芯片技术成熟，需求最多，直接爆产能可以抢市场。

最后，28nm芯片技术自主控制，抢走市场和利润后，能够截断台积电，英特尔，三星等高端芯片研发的资金流。没了利润，缺口资金，研发就搞不成。

所以占领28nm市场就能就抢占了芯片研发的潜力！

ASML同意出售光刻机，中芯却一直扩大28nm产能，为何不冲刺7nm？

中芯国际在2020年年底，就已经被美国列入实体名单，在先进制程工艺的设备、材料以及技术上面，美国暂时已经堵死了中芯国际的发展空间。

中芯国际虽然可以发展7nm的技术，但是在短时间内还不能脱离美方的设备材料，无法实现从设计到量产商用的过渡。所以，现在的中芯国际只能先扩大28nm等成熟制程工艺的产能，在保证公司正常运转的前提下，寻找机会进行技术突破。

之前的中芯国际，在国际上面都是比较落后的厂商。不管是设计水平还是技术发展，都要远远差于三星、台积电等大厂。自从梁孟松加入中芯国际之后，这才让中芯的技术发展走上了正轨。

如果要说中芯国际或者是整个世界半导体制造的技术发展，肯定是绕不开梁孟松这个人的。

梁孟松最开始在台积电工作，给台积电创下了许多技术壁垒，后来因为跟高层有些不满，就从台积电辞职了。辞职之后，三星派人专门找到梁孟松进行合作商谈，并开出高于台积电3倍的薪资邀请他加入三星。

因为当时梁孟松跟台积电签约了竞业协议，所以在协议没有到期之前，他不能加入任何一个同行企业。他的妻子是韩国人，所以梁孟松辞职之后先去了韩国大学教书。

他明面上是教书的老师，其实背地里，梁孟松的学生几乎都是来自三星半导体的高级工程师和各类高管。

竞业协议到期之后，梁孟松就公开宣布加入三星半导体。正式加入三星之后，梁孟松的权利地位非常高，基本整个三星半导体产业链全交给他负责。

当时三星正在从28nm往20nm进行过渡发展，梁孟松直接带领团队放弃了20nm，越级发展14nm。经过了两三年的技术发展，三星的14nm芯片工艺正式量产商用。而同期的台积电，在半年之后，才实现了16nm的量产商用。

巨大的技术落差，让三星一跃成为了国际半导体制造厂商的领头人，凭借着先进的制程工艺，三星抢下了苹果仿生芯片以及高通骁龙的大量订单。

后来台积电以技术专利为借口，把梁孟松跟三星半导体一起告上了国际法庭。最终，台积电胜诉，梁孟松离开了三星。

被迫离开三星之后，中芯国际向梁孟松伸出了橄榄枝。经过几次的会谈，梁孟松选择加入中芯国际。

当时的中芯技术水平完全落后世界主流层面，可以算是已经脱节了。三星、台积电等大厂已经完成了10nm技术的发展，而中芯国际还停留在良品率不高的28nm上。梁孟松带领着团队又一次进行了越级发展，从28nm直接发展14nm。

不到1年的时间，中芯国际28nm的良品率提升到了85%以上。又经过了两三年的发展，中芯国际的14nm工艺正式量产商用。这个时候，梁孟松带领着中芯国际一鼓作气，继续研发10nm、7nm以及n+1等先进制程工艺技术。并且在28nm等成熟制程工艺上面，梁孟松逐渐开始采用国内的设备材料进行制造生产，进行去美化发展。

这个时候的中芯国际已经隐隐有赶超世界大厂的发展迹象了，只要是国内这边解决了EUV光刻机等设备材料的问题，那么中芯国际的7nm制程工艺就离量产测试不远了。

可是美国的封控，直接把正在发展中的中芯国际给压制住了。这个情况下，就算asml愿意出口光刻机给我国半导体厂商使用，那么我们也会在光刻胶等其他制造材料上面无法进行供给。

在芯片制造行业的设备以及材料当中，美方的话语权极高，很多产品已经接近于垄断的地位。就算是强于三星电子，在制造上面也是需要跟美方企业进行合作。

所以对于现在的中芯国际来说，扩大28nm产能才是首要任务。在先进工艺没办法进行量产商用的情况下，只能是通过扩大产能线路来保证公司的经济发展。有了资金之后，才可以继续发展技术，从而寻找打破垄断的方法。

ASML同意出售光刻机，中芯却一直扩大28nm产能，为何不冲刺7nm？

这是一场没有硝烟的战争，是一个实力不均等的战争，如同，一百年前的红军对垒百万之师的国民党军队，这就是艰难的“芯片战争”。

中芯国际想要突围，何其难矣！

竞争之中，仿佛来了一丝曙光，ASML竟然同意出售光刻机了，而中芯国际却不着眼于7纳米芯片的制造突破，而是开始扩大28纳米的产能。

中芯国际此举，意图何为？

都叫光刻机，但性能完全不同，在2021年3月签订的采购协议，ASML公司售给中芯国际的是DUV光刻机，而不是顶极光刻机EUV。

一个是DUV，一个是EUV，到底有何差别？

这是个不容易回答的问题，专业度很高。

简单来说，就是完成的精度不同，EUV可以轻松承担7纳米、5纳米，甚至3纳米的工作。

而DUV光刻机完成的最高任务是7纳米，而这个完成，则需要多次的曝光才可以，一次曝光，成本就高一次，多次曝光，成本高得让人望而却步。

曾经，台积电的第一台制造7纳米的光刻机就是DUV，后来一直用EUV光刻机了，这就说明问题了。

从专业的角度来说，DUV和EUV光刻机有三大不同。

一是发光原理不同。

这导致DUV光刻机的波长能达到193纳米，而EUV光刻机的波长则为13.5纳米。

这个不是说“波”越长越好，而是“波”越短更可贵，可以实现的分辨度更高。

比一比，两者之间的波长差了十几倍，这造就了两方干活的质量完全不同。

二是光路系统有着明显差异。

DUV光路利用光的折射原理，而EUV光路利用的是光的反射原理，采取了真空操作，减少了更多的损耗。

三是EUV光刻机的镜头难度更大。

因为利用的是反射的原理，对光学精度的要求极高，这使得光刻机的镜头难度更大。

这镜头的生产商是德国蔡司公司，也只有它能生产其镜头。

以上就是两个光刻机的不同之处了，如果说，EUV是光刻机中的“大宗师”，那DUV就是光刻机中的“普通者”了。

整个EUV光刻机至少有着80000个零件，这是个极其精密的系统，因此，ASML总裁Peter Wennink曾对外说道：“高端的EUV光刻机永远不可能（被中国）模仿。”话虽如此，但万事都存在有奇迹的可能，不可说死了。

鉴于EUV光刻机的突出特点，美国等公司严禁出口到中国，虽然，2018年，中芯国际就下单订购了一台EUV光刻机，但是，到现在还没有到货。

我们回到开头，ASML公司，虽然同意卖给中芯国际光刻机，但那是DUV光刻机，生产低等级的芯片没问题，但生产高等级的7纳米以上的芯片，非常吃力。

既然如此，中芯国际为何要去做高成本、不讨好的事情呢？

做自己范围内的事情，不是更好吗？

国人不要抱着美好的愿望，认为中芯国际能在短期内，在高端芯片制造上取得重大突破，这概率非常低，因为没有最先进的光刻机。

也就是说，在目前情况下，在欧美等西方国家的围堵下，中芯国际完全没有实力量产10纳米以内的高端芯片。

另外，中芯国际除了无法切那一块“高端蛋糕”，同时需要想法活下来。

中芯国际是个企业，它背负着国人极大的希望，但它得活着，活着的条件就是有利润。

德鲁克说：一个企业最重要的两个环节，一是销售，二是研发，销售解决现在活着的问题，研发解决未来活着的问题。

未来怎么样不知道，但中芯国际现在需要活着，作为中国国内最大的芯片企业，先活下来，再谋求合作，最后追求超越，这才是中芯国际的路。

现在，国内外芯片需求量最大的不是高端芯片，而是28纳米级别左右的芯片，这是重要的利润来源，广泛应用于新能源汽车等领域。

如果不剑指28纳米市场，那么中芯国际在后期研发上的可用资金将会紧张，甚至，企业会倒下，这不是危言耸听，因为“狼”已经来了。

目前，中芯国际的那个超级对手台积电，已经计划在南京投入巨资，生产28纳米的芯片。

这意思不言而喻，是要击垮中芯国际这样的对手们，到时候，中国所需芯片只能对外买、买、买了，没有一点回旋余地，一切都是人家说了算，卡脖子也会更容易卡。

我们看到的是简简单单的新闻，但背后的刀风剑雨，残酷至极。

与其丢了高端，再丢中端，不如抓住中低端芯片，先活下来，比什么都重要。

所以，不是中芯国际必须扩大产能，而是，这28纳米甚至更低的芯片，是可以放手竞争的领域，不受西方国家的限制，且利润可观。

扩大产能，把钱挣上，这不香吗？

有了更多的 市场占有率，钱包鼓了，可以继续研发，难道它不好吗？

对于中芯国际，很多人给予了很高的期望，希望他们能快速创造奇迹，也希望国内的“芯片相关企业”都能争气，能尽快不再受制于欧美国家。

心怀希望是好的，但理性一点才是对的。

目前我们的芯片企业，采取的第一步策略，只能是跟随策略，因为，喊几句口号就能超过ASML和台积电，那是不可能的，我们还很弱，先跟着，逐渐拉近距离，才是唯一正确的路径。

当我们一边跟随，一边加强研发，悄悄地兴起时，就能成为一股不可忽视的力量，那时可以搞合作，就算别人不合作，也能有自保的能力。

当我们国内的芯片产业链真的够完善了，有自己的高端光刻机了（目前，上海微电子的28纳米的光刻机已经研发成功，只等全部配套条件成熟，然后开始出售），配套成熟了，我们才有可能弯道超车。

芯片产业，其实是个极端高科技化、高国际化的产业，看似ASML是来自荷兰的企业，实际上，它是妥妥的国际化企业，光源来自美国，镜头提供德国蔡司，机械手ABB来自瑞士，全球超过5000家供应商。

这说明什么？需要更多国家的合作，才能完成对光刻机的生产。

当然，在各种压力之下，中国未来也是有种种可能，毕竟，中国 的学习能力一向挺强。

现在，中国的光刻机企业也好，芯片企业也罢，需要做的就是：先跟随，不要对立，减缓冲突。

朱元璋的谋士朱升说：深挖洞、广积粮、缓称王，方能成就大业。

此话有理，一个小孩，不要试图和一个成名的拳击手硬扛，先成长起来，才是最重要的。

着眼未来，避免对立，不断进步，最终才能王者归来！

ASML同意出售光刻机，中芯却一直扩大28nm产能，为何不冲刺7nm？

以下几个考虑，让中芯的决策者只要脑子没出问题，就一定会去选28纳米工艺了。

首先，ASML同意出售的是DUV光刻机，必须通过多次曝光的方式才能生产7纳米芯片，这就比现在台积电/三星用EUV光刻机生产7纳米芯片的成本上升许多，且良品率也会比EUV方式低许多。换句话说，由于手中的工具不行，无论如何努力，中芯在7纳米芯片工艺上就是“先天不足”。

其次，别看现在芯片供不应求，只有来不及生产，没有卖不出去！但这种芯片的好日子最多两三年，所有的芯片厂就要发愁怎么想办法把芯片卖出去了，因为全球新扩产能都完工，开足马力供货了。此时，7纳米的工艺就是一个特别尴尬的制程，多数应用只要28纳米的成熟工艺就足够了，而需要高端制程的应用，又有5纳米/3纳米可选，关键是5纳米/3纳米芯片的性价比会比7纳米好很多。此时，中芯这个在7纳米工艺中都属于成本超高的芯片怎么能卖出去呢？

最后，28纳米这个工艺节点是特别关键的一个节点，比7纳米关键多了。绝大多数应用都可以用28纳米解决是一，其次是DUV光刻机一次曝光能够生产的芯片最小尺寸就是28纳米，22纳米就要二次曝光来生产了。也就是说从成本上来看，28纳米是一个特完美的工艺节点，对于中芯的股东来说，28纳米工艺就意味着财源滚滚，而7纳米工艺则是姥姥不疼舅舅不爱地“鸡肋”。所以应该怎么选就很明显了嘛！

ASML同意出售光刻机，中芯却一直扩大28nm产能，为何不冲刺7nm？

同意卖我们自己也得研发，饭一口一口吃，先28nm量产，再攻14nm，7nm不急，14nm以上已能满是绝大部门市场需求，抢占市场才是根本，没市场研发出7nm也没用。