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中芯國際28nm工藝被「搶」,方案已獲批,或將成為第二個台積電?

2024-07-16科技

當我們討論芯片代工廠商時,台積電和中芯國際常常首先被提及,但還有一個企業雖然不那麽顯眼,其實力卻已超越了中芯國際。

這個企業是聯電。對於對半導體行業知之甚少的人來說,可能對聯電不太熟悉。聯電是一家成立於80年代的台灣公司,也是台灣最早的半導體企業之一。

最近,聯電因其大規模的收購行為而頻頻登上熱搜。

7月10日,聯電宣布已經使用48.58億人民幣完成對聯芯的100%股份的收購,使聯芯成為了其全資子公司。

這次收購使聯電的實力得到了進一步的加強,對中芯國際構成了更大的競爭壓力。

來看一下你可能不知道的聯電資訊。聯電與台積電並稱為台灣的「晶圓代工兩強」,其中台積電居首,聯電居次。

到2020年第四季度,聯電在全球晶圓代工市場的排名為第三,僅次於台積電和三星。但聯電的重要性遠不止於此。

可以說,沒有聯電,可能就沒有「華邦電、茂矽、茂德,甚至台積電」。

聯電是台灣的第一家晶圓工廠,它扮演了拓荒者的角色。其40年的發展歷程體現了全球半導體產業的發展趨勢和技術演變。

聯電成立於1980年,由台灣工研院創立,同時將IC工廠、RCA技術及相關技術人才轉移給聯電。

這樣,聯電成為了台灣第一個晶圓代工工廠,主要生產電子手表、小算盤和電視芯片。

1982年,成立兩年後的聯電遭遇火災,再加上那年的經濟衰退,企業一度陷入財務困境。

當時的負責人曹興誠看準了家用電話的市場機遇,果斷投入。到了1983年,聯電的IC芯片銷量達到2400萬顆,使得公司扭虧為盈。

1984年,聯電計劃在美國投資芯片設計公司,並在台灣進行芯片生產,實作設計與制造的分工。

但由於當時的聯電營收僅有10億新台幣,遠遠不能支撐這一雄心勃勃的計劃。

聯電被迫轉型為提供晶圓代工服務

1987年,張忠謀加入工研院並擔任院長,同年成立了台積電。台積電成為第一個實施了聯電計劃的企業,這也是張忠謀稱台積電是台灣第一家晶圓代工廠的原因。

在資金等多方面限制下,聯電一直沿用IDM模式,即同時進行設計、制造和封裝業務。

1995年,聯電宣布轉型為純芯片代工企業,引起了業界的廣泛關註,盡管它比台積電晚了8年。

當時,聯電的芯片制造業務僅占30%,而設計、封裝和儲存業務占比超過60%,這樣的轉型是出於何種考量?

隨著芯片技術的不斷叠代和升級,無論是設計、制造還是封裝,所需的資本投入都在大幅增加,競爭也越來越激烈,聯電面臨巨大壓力,不得不做出選擇。

因此,聯電進行了業務分拆,最終形成了聯陽、聯傑、聯發科、聯詠、聯笙等子公司,這些公司逐漸在台灣多個細分市場中占據領先地位。

後來,「聯家軍」為聯電帶來了大量業務,使得聯電保持了全球前三的地位,同時聯電在工藝制程上也開始快速叠代。

1996年1月,實作0.35微米工藝;

1997年10月,實作0.25微米工藝;

1999年3月,實作0.18微米工藝。

聯電曾一度成為全球領先

2000年,發展壯大的聯電再次進行變革,將旗下的聯電、合泰、聯瑞、聯嘉、聯誠合並成為一家晶圓廠,全球市場份額達到40%,成為當時世界上最大的芯片代工廠。

在制造工藝方面,聯電成為全球第一個突破0.13微米制程的晶圓代工企業。

在營收方面,2000年聯電的營收超過了1000億新台幣,約合人民幣230億。

這一年,聯電還成功在紐交所上市,募集了13億美元資金。

台積電反超聯電,聯電放棄先進工藝

2003年,台積電獨立研發了0.13微米銅制程工藝,在技術、良品率、晶體管數量等多個指標上超越了聯電的0.13微米。

客戶們紛紛轉向台積電,這一年台積電的訂單達到了55億美元,而聯電僅為15億美元,台積電迅速成為全球芯片代工的領軍者,技術上遙遙領先。

2005年聯電和台積電都突破了65nm制造工藝,此時的聯電仍有望趕上台積電。

但到了28nm工藝時,雙方的差距已經非常明顯。

台積電的28nm工藝早在2011年四季度就實作了量產,而聯電直到2014年二季度才開始量產,落後台積電長達2年半的時間。

由於大量訂單被台積電搶走,台積電進入了量產、銷售、研發的良性迴圈。而聯電已經無法依靠自身資本快速叠代芯片。

到了14nm時,台積電又以2年的優勢領先於聯電。隨著制程技術的不斷先進,研發難度越來越大,投入也越來越多,聯電最終放棄了7nm技術的研發。

可以看出,聯電比台積電、中芯國際等成立得更早,也是第一個摸著石頭過河的芯片企業,曾一度成為芯片代工行業的領頭羊,但最終被台積電反超,實在令人唏噓。

但盡管被台積電超越,也並非任何企業都能輕易做到的。

聯電與中芯國際的對比

2023年第一季度的全球晶圓代工廠排名釋出:

台積電依舊位於第一位,市場份額為60.1%,制造工藝達到了3nm。

三星電子位居第二,市場份額為12.4%,同樣擁有3nm工藝。

格芯位於第三位,市場份額為6.6%,制造工藝為12nm。

聯電位於第四位,市場份額為6.4%,制造工藝為14nm。

中芯國際位於第五位,市場份額為5.3%,制造工藝同樣為14nm。

此次排名變化最大的是格芯超過聯電,占據了第三名。

在芯片代工領域,台積電獨占鰲頭,三星則憑借先進工藝與其展開激烈的競爭。

而在成熟工藝方面,格芯、聯電和中芯國際三者實力相當,工藝相同,競爭將更為激烈。

聯電和中芯國際的業務高度重合

目前,28nm成熟工藝的芯片市場占比約為75%。主要產品包括分立器件、驅動IC、電源管理IC、微控制器等。

中芯國際開發了多個平台,包括電源/模擬、高壓驅動、微控制器、混合訊號/射頻、影像傳感器等。工藝涵蓋從14nm至90nm。

聯電也涵蓋了驅動IC、微控制器、電源管理芯片、射頻、影像傳感器等業務,其工藝同樣與中芯國際一致,從14nm至90nm不等。

隨著5G、物聯網、新能源汽車、AI技術的迅猛發展,聯電迅速介入這些領域。其汽車電子業務連年保持30%的增長,同時加強了在物聯網和AI技術上的布局。

而中芯國際亦未停歇,同樣在這些領域進行大規模投資,投資額達到了1500億。

可以看出,聯電和中芯國際在工藝技術上處於同一水平,且業務領域高度相似。這使得兩者成為了直接的競爭對手,而曾經的主要競爭者台積電似乎已不在這一競爭層面。

聯電與中芯國際在制造水平上處於相同的階段

工藝制造上,聯電和中芯國際的最先進工藝均為14nm。

不過,聯電在2017年就已經聲明放棄開發10nm及更先進的制程,而中芯國際仍在積極研發7nm、5nm、3nm等更高級的工藝。

在LCD和OLED驅動芯片方面,聯電保持較高的良品率的同時,也將40nm工藝升級到了28nm,這對中芯國際形成了新的競爭壓力。

受到EUV裝置缺乏的限制,中芯國際在14nm工藝上遇到了瓶頸,因此公司增加了對28nm成熟工藝的投資力度,以保持市場份額。

聯電和中芯國際都在積極擴建工廠

聯電目前擁有12座晶圓廠,包括4座12英寸、7座8英寸和1座6英寸廠,這些工廠分布在台灣、新加坡、日本和中國大陸,月產能超過75萬片。

最近,聯電又透過並購福建聯芯,提高了產能。預計年底聯芯的月產能將從現在的2.75萬片增加到3.2萬片。

聯電的實力因此得到了進一步的提升。

中芯國際則有6座晶圓廠,分布在上海、北京、天津和深圳,擁有三座8英寸和三座12英寸的工廠,折合成8英寸月產能達到71.4萬片。

同時,中芯國際計劃新建4座12英寸晶圓廠,位於上海、北京、深圳、天津。這四座晶圓廠預計月產能總計達到34萬片。

一旦這些新工廠建成,中芯國際的產能將顯著提升,有望挑戰全球前三的地位。

聯電收購聯芯對中芯國際的影響

在中國大陸,中芯國際無疑是半導體代工的領頭羊,但它在裝置、技術和零部件方面面臨嚴重的限制。這為其他成熟晶圓廠,如廈門的聯芯,提供了絕佳的機會。

聯芯是位於福建廈門的一家合資企業,大部份股權由聯電控制,同時技術授權也來自於聯電。

盡管初始投資由聯電提供,後期的發展資金則主要由內地提供,聯芯在短短一年內依靠28nm工藝扭虧為盈。

聯芯已成為除中芯國際外另一家在內地具有強大實力的半導體代工企業。因此,公司計劃在年底將12英寸晶圓月產能擴增至3.2萬片。

就在這時,聯電出手斥資48.58億元收購了聯芯剩余的股份,使聯芯成為了其全資子公司。

這對國內芯片代工廠來說,無疑是一個不利的訊息。

因為盡管聯芯最初成立時,內地希望透過這一合作獲得先進的芯片制造技術,聯電也有意透過這種方式「摘桃子」,雙方因此達成了「7年行內電有權收回全部股份」的協定。

現在,這種情形再次發生,有網友甚至稱之為「第二個台積電的誕生」。

總結而言

聯電透過斥資48.58億並購聯芯,進一步擴大了其在中國大陸的業務,這對中國大陸的芯片代工格局將帶來細微的變化。

面對無法與台積電競爭的局面,聯電是否會選擇向中國大陸擴張,從而擠壓中芯國際的市場份額?這是一個值得關註的問題。