[科技界] 中芯国际的破局

令人兴奋。SMIC已从国家获得200亿美元的注资，并计划取代TSMC曲线来拯救华为。

近年来，中国半导体产业蓬勃发展，市场需求保持快速增长。

根据中国投资研究院的数据，中国大陆半导体设备的销售额2017年达到82.3亿美元，2018年达到131.1亿美元，同比增长59%，销售额比去年增长近48.4亿美元，表明中国市场对半导体产品的需求迫切。与此同时，中国以131.1亿美元的销售额超过台湾，成为世界第二大半导体制造设备销售市场。

得益于国内市场的良好态势，SMIC的营收表现一片光明。与此同时，SMIC的技术和工艺也迎来了令人振奋的突破，但它也面临着一些外部挑战。

通信和消费品仍然是主要的收入来源

随着国内半导体需求的快速增长，SMIC也交出了一份不错的成绩单。

5月13日，SMIC发布了2020年第一季度财务报表。第一季度销售额为9.059亿美元，比2019年第四季度增长7.8%；毛利2.3亿美元，比2019年第四季度增长17.1%；毛利率25.8%，比2019年第四季度增长23.8%，净利润达到6416.4万美元，同比增长422.8%。

总的来说，SMIC在2020年取得了不错的成绩。尤其是净利润的表现是光明的，在净利润快速增长的背后，通信消费品仍然是收入贡献的主力军。根据SMIC的产品分类数据，通信和消费产品占总业务量的80%。

通信产品一直是SMIC收入的核心。2019年，通信产品占SMIC总收入的46%，SMIC通信业务收入的快速增长与国内电子制造商向SMIC转移订单有关。

自2019年底以来，华为已陆续将设计芯片订单从TSMC转移到SMIC。最近，华为宣布，将把其在SMIC的14纳米场效应晶体管工艺的部分芯片的代工订单移交给。华为订单的转移帮助SMIC提高了14纳米的大规模生产水平；另一方面，这也有助于SMIC的收入增长。

此外，消费芯片是SMIC的另一个收入来源。国内消费电子市场快速增长，对智能手机、液晶电视、dvd播放器、数码相机和摄像机的需求不断增长，推动了SMIC等半导体企业在这类业务领域的发展。

SMIC在2020年第一季度表现出色，但其技术问题仍然不容忽视。为了寻求技术上的突破，SMIC实施了n+1和n+2工艺策略，追赶TSMC的7纳米工艺技术。

n+1流程，力争破局

据最新消息，SMIC CEO梁梦松宣布，SMIC正全力研发n+1技术，已进入客户进口产品认证阶段，并提到采用n+1技术的芯片性能比14nm提高20%，功耗降低57%，逻辑面积降低63%，soc面积降低55%。

从SMIC n+1工艺芯片的性能来看，几乎相当于TSMC第一代7nm工艺，预计年底量产。

值得注意的是，SMIC的n+1过程不等于7nm过程。与14纳米相比，市场上7纳米工艺的基准提升为35%，而SMIC的n+1工艺提升为20%，略逊一筹。但其成本较低，n+1工艺不需要euv。至此，SMIC无疑取得了技术上的突破。

n+1取得的可喜成绩，不禁让业界对SMIC的n+2进程充满期待。n+2工艺的性能比N+1工艺进一步提高，更接近市场的7nm工艺。

与半导体市场上的7nm相比，n+1技术略逊于7nm，但其成本比市场上的7nm低10%左右。对于半导体产品需求量大的厂商来说，这个意料之外的好消息无疑会引起他们极大的兴趣。此外，与美国控制的TSMC相比，SMIC显然更值得他们信任。

SMIC制造工艺的进步极大地刺激了国内半导体企业。然而，SMIC的技术发展并不总是一帆风顺。

不容忽视的技术代差

早在2017年，SMIC的集成电路制造工艺保持在28纳米，而TSMC开始大规模生产10纳米的集成电路芯片。28nm和10nm之间有14nm的间隙。数据显示，在相同功耗下，14纳米处的频率比28纳米处的频率高61%。SMIC和TSMC之间的技术差距可想而知。

随着梁梦松的加入，这个问题终于改变了。梁梦松只用了300天，SMIC就实现了从28纳米到14纳米的技术飞跃，14纳米芯片的成品率从3%提高到95%。可以说，梁梦松的加入，带动了SMIC制造工艺的跨越式发展。SMIC实现了从28纳米到14纳米的飞跃，极大地激发了国内独立芯片行业的信心。

2020年1月，激动人心的消息再次从SMIC传来，SMIC子公司SMIC南方集成电路制造有限公司宣布第一条14纳米生产线投产。

然而，SMIC的集成电路制造技术仍远未达到世界先进水平。不久前，TSMC宣布5纳米生产线将很快投入大规模生产，而同样是半导体行业的三星已经将注意力转向3纳米生产线。在芯片领域，14纳米和5纳米之间还有7纳米的技术差距，也就是说，SMIC和TSMC的半导体技术仍然相差两代。

在SMIC制造业技术突破的道路上，有两个问题:技术封锁和资金不足。

众所周知，半导体行业的发展是基于烧钱的模式。每一次纳米技术的进步，其成本都以几何级数增长。2019年，SMIC在研发方面投资6.874亿美元，占销售收入的22%。

圆形晶体的成本随着工艺中金属层的数量和工艺的演变而增加。例如，13纳米工艺有6层金属，5纳米工艺至少有14层金属。此外，半导体制造应引入新技术，如14纳米的finfet技术和5纳米的堆叠横向纳米线技术。

其次，光刻技术的成本。40纳米和45纳米工艺需要40个掩模，而14纳米和10纳米工艺需要60个掩模。对光刻机的这个要求几乎是苛刻的，但是世界上只有一家公司成功开发了euv，荷兰的Asme。去年5月，SMIC从荷兰订购了一台光刻机，这台光刻机的价格达到了1.2亿欧元，相当于两架波音737。

再者，美国一直掌握着半导体行业的核心技术，对中国半导体企业实施技术封锁。据路透社报道，美国周一宣布，将限制中国半导体设备的出口，以防止中国通过民间商业获得半导体设备和技术。

纵观SMIC的发展史，要在重重困难中一步步走到今天，并不容易。虽然SMIC的科技实力与世界顶尖水平仍有差距，但SMIC仍为行业创造了许多奇迹。n+1工艺已经接近7nm的水平，未来更强大的n+2工艺肯定会让SMIC在技术上更有信心。

SMIC的技术突破对中国半导体企业也具有战略意义。一方面，SMIC的技术突破使SMIC在半导体行业拥有更大的话语权，为中国电子产品企业的进一步发展奠定了基础。另一方面，SMIC的新技术也为中国半导体企业的研发赢得了更多的时间。

但目前国内半导体行业还处于发展阶段，差距还很大，这意味着SMIC在仁中还有很长的路要走。在半导体工业的不利环境下，SMIC的国际技术发展道路必然充满困难和风险。

文/刘匡微信官方号，ID:刘匡110