中芯国际与台积电、三星(造芯)的差距只差一台“光刻机”吗?
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中芯国际是少数可以代表中国科技的“重器”企业之一,不过与国际芯片巨头相比,中芯国际仍位居中间梯队的晶圆代工阵营。
全球芯片领域阵营划分
第一梯队就是拥有先进制程的台积电、Inter、Samsung的超级阵营,中间梯队是有仍处于摸索自主芯片道路的中芯国际、Global Foundried等,第三梯队主要由华虹半导体、力晶等组成。
中芯国际和第一梯队的差距
中芯国际在自主道路上摸索长达18年之久,但还是没有挤进第一梯队,为什么?因为我国芯片设计、制造、封装的产业链的技术水平仍旧是短板,能否自强,需要众多领域内的企业共同努力,突破。当前中芯国际在14nm、7nm等工艺制程上的突破尚需时日,题主所说只差一台“光刻机”这个说法太笼统。中芯国际与他们在制程营收上存在明显的滞后,目前150/180nm是中芯国际的主要营收,28nm以下营收比例较低,而台积电各制程营收比例相对稳定,每2-3年就有新一代制程实现量产,说明台积电对产品生命周期把控能力较强,良品率和产能控制也做得相当好。研发费用上也存在明显的差异,中芯国际的研发费用远低于台积电。
总结
中芯国际,在制程上明显落后第一梯队,营收结构单一,制程更新速度比第一梯队要慢,研发费用上也比第一梯队要少。差距不仅仅是光刻机,还有研发管理,成本投入,产能,良品率等诸多方面的差距。国产芯片要追上第一梯队,难度很高,需要付出很高的代价,需要的是长期艰苦奋斗。
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光刻机是制程芯片的关键设备。中芯国际与台积电、三星(造芯)虽都从事芯片生产代工业务,但三者之间的差距不仅是一台“光刻机”这么简单。
在制程芯片过程中、工艺节点是一个反映集成电路技术工艺水平最直接的参数。除EUV和DUV***用的紫外光源波长不同造成的区别外,光源的计量控制、透镜曝光的补偿参数等都是提升节点的重要因素。
一、芯片制程工艺、配套的技术和生产链存有不足。
中芯国际目前可制程14nm工艺芯片、並正在攻克良率和抓紧研发7nm生产工艺。而台积电已能为苹果A14仿生芯片、海思麒麟9000、高通骁***75芯片进行5nm制程的量产代工。並已准备3nm工艺芯片投资研发,英特尔将成为其首位3nm芯片的代加工客户。而3nm工艺芯片将在2021年试产、2022年量产、2023年达到月产10万片晶圆的产能,继续拉大与其它代工厂的差距。
即使是现在台积电的5nm工艺,比较7nm工艺也在功耗上降低了30%、性能提升了15%。
三星(造芯)是韩国的一家同时做芯片代工和芯片的企业。其CPU也是依据ARM主体架构设计,拥有7nm、5nm芯片工艺完整的制程产业链,除自给自足外还能为其它厂商代为加工。其生产的5nm工艺相比较7nm工艺功耗降低了20%,性能提升了10%。
由此可见,中芯国际除缺少EUV7nm光刻机外,在光刻机使用技术和工艺上也是有差距的。
光刻机是芯片制造的关键设备,制造技术难度最高。但高端芯片制程还需蚀刻机、透镜加工、薄膜生产设备、抛光机和清洁剂、离子注入设备、扩散炉等设备配套运用。在精密控制、光源计量、透镜工艺、曝光补偿参数调整、材料筛选等方面,台积电和三星有较为成熟、完整的代工生产链和技术。而中芯国际这方面有着除光刻机外而与台积电、三星三者之间有一定的差距。
二、中芯国际与台积电、三星(造芯)在人才、技术积淀和储备、在芯片代工的市场份额、营收上也有较大差距。
台积电为世界第一的独立芯片代加工企业,能从荷兰ASML拿到60%份额顶尖的极紫外光EUV是很大优势。华为、苹果、高通、英特尔、AMD等都是台积电大客户,产能占全球芯片市场的54.2%,2020年二季度营收达3107亿美元、增加28.92%,净利润1209亿美元,增加81.04%,堪称全球第一晶圆代工厂。
台积电,世界芯片代工企业的翘楚,拥有世界上最顶尖的芯片加工技术,1987年由张忠谋在台湾创立;三星是个巨无霸,芯片代工只是其众多业务中的一项;中芯国际,中国大陆芯片代工巨头,2000年由张汝京创立于上海。
这三家公司他们有着共同的商业模式:为芯片设计公司提供芯片生产代加工服务,是该行业领域内的直接竞争着。
虽然中芯国际以现在的实力,还无法与前两家公司抗衡,但是它有着良好的发展前景,若干年后极有可能会跟台积电和三星展开激烈竞争。
同一领域实力不同的三家公司,它们之间有差距,也有共性,下面我们就来探讨一下!
台积电是世界上第一个投产5nm芯片的厂商,3nm将于2021年第一季度试产,2022年上半年量产;三星今年6月份才能完成5nm生产线的建设,今年底或明年初量产;中芯国际去年年底开始了14nm芯片的量产,今年年底有望开始7nm芯片试产。
从现在量产芯片的制程工艺来看,中芯国际落后台积电两代,落后三星一代。
去年年底公布的,2019年全球半导体技术发明专利排行榜中三星易5376件排名榜首(其中包含了三星在半导体存储器的研发与生产的相关专利);台积电以2168件专利排名第二;中芯国际631件专利排名28位。
从专利数量这个维度来对比,中芯国际跟台积电、三星的差距十分巨大。
2019台积电延续了传统优势,市场份额一骑绝尘,占比超过了50%;三星占据第二名,份额为19%;中芯国际位列第五,份额为5%左右。
这个数据的对比,中芯国际与两大巨头的差距更为惊人。
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