中國芯片進(jìn)入14nm自主攻關(guān)時期，依靠14nm產(chǎn)業(yè)鏈向7nm發(fā)起沖擊

前沿導(dǎo)讀

據(jù)中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)多位領(lǐng)軍人在《科技導(dǎo)報》發(fā)布的專題報告指出，我國已經(jīng)在衛(wèi)星、國家安全、軍事網(wǎng)絡(luò)等戰(zhàn)略體系下所應(yīng)用的芯片做到了100%自主可控，為國家安全構(gòu)建出一道堅實的城墻。下面要面臨的挑戰(zhàn)，則是在具有Fin FET晶體管結(jié)構(gòu)的14nm工藝節(jié)點實現(xiàn)自主可控，緊接著便是依靠自主可控的14nm產(chǎn)業(yè)鏈，向7nm、5nm等先進(jìn)節(jié)點發(fā)起自主可控的技術(shù)攻堅。

自主技術(shù)

芯片產(chǎn)業(yè)的體系構(gòu)成分為最上游設(shè)計步驟的EDA工具，緊接著是制造設(shè)備、材料、工廠、制程技術(shù)、封測等硬件制造環(huán)節(jié)，最后則是將芯片搭載到終端載體上面，然后將其與操作系統(tǒng)進(jìn)行匹配后投入市場進(jìn)行銷售。

在整個環(huán)節(jié)當(dāng)中，每一個步驟都需要專門的軟硬件工具進(jìn)行制造。缺少了任意一個技術(shù)設(shè)備，整個產(chǎn)業(yè)鏈便會被切斷，無法正常交付產(chǎn)品。

此前美國對中國芯片產(chǎn)業(yè)所實施的制裁限制，就是依靠中國企業(yè)在制造環(huán)節(jié)的薄弱點進(jìn)行痛擊。

先禁止其他企業(yè)給相關(guān)品牌代工芯片，然后封鎖外來的制造設(shè)備，最后則是通過施加額外關(guān)稅、拉攏國際巨頭在美國本土發(fā)展等方法，讓中國芯片在國際市場上失去競爭力，進(jìn)而將中美芯片技術(shù)的差距進(jìn)一步拉大。

這種在產(chǎn)業(yè)鏈上面的制裁，讓中國芯片產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)了不同程度的技術(shù)斷層。雖然中國企業(yè)在先進(jìn)芯片上出現(xiàn)了幾年的停滯，但是卻加速了自主技術(shù)的快速發(fā)展。

先來看最上游的EDA工具領(lǐng)域，我國早在1993年便開發(fā)出了自主知識產(chǎn)權(quán)的熊貓EDA工具，隨后從2002年起，華大九天、廣立微、概倫電子等國產(chǎn)EDA企業(yè)陸續(xù)成立，開始在EDA軟件領(lǐng)域進(jìn)行針對性技術(shù)研發(fā)。

不同類型產(chǎn)品所需求的EDA工具是不一樣的，不管是模擬電路、存儲電路、射頻、顯示面板等半導(dǎo)體器件，還是晶圓制造、芯片封裝等制造環(huán)節(jié)都需要不同的EDA工具參與軟件設(shè)計。

截止到2024年，華大九天已經(jīng)成為了國內(nèi)EDA領(lǐng)域的龍頭，以1.56億美元的企業(yè)銷售額位居全球EDA企業(yè)第六名的成績，已經(jīng)成為了中芯國際、海思半導(dǎo)體、紫光展銳、京東方等本土企業(yè)的核心供應(yīng)商。

在下一步設(shè)計領(lǐng)域，中國企業(yè)與國際水平較為接近，但是受美國制裁條例的影響，雙方的整體營收規(guī)模差距很大。甚至英偉達(dá)一家創(chuàng)造的營收，要比后兩名加在一起還多兩倍左右。

不過海思半導(dǎo)體的技術(shù)水平有目共睹，無論是當(dāng)年臺積電制造的最后一代麒麟9000，還是采用自研大核心架構(gòu)、支持超線程的麒麟9000S，都能體現(xiàn)出海思的設(shè)計水平。并且海思還涉及傳感器、音頻、模擬芯片等其他技術(shù)業(yè)務(wù)。

另一家紫光展銳則是專注于中低端芯片的設(shè)計工作，雖然只涉足中低端芯片設(shè)計，但紫光展銳的產(chǎn)品線廣泛，旗下的芯片被大量用在智能手表、兒童手表、學(xué)習(xí)機(jī)等各類細(xì)分的產(chǎn)品領(lǐng)域。

海思半導(dǎo)體與紫光展銳設(shè)計的芯片，可以算是中國大陸地區(qū)出貨量最多的兩大品牌。海思主打中高端設(shè)計，紫光展銳則是專注于中低端芯片設(shè)計。如果只說手機(jī)SOC芯片，那么海思的國內(nèi)市場占有率在20%左右，紫光展銳則是10%左右。

下一個環(huán)節(jié)便是中國被美國重點卡脖子的制造環(huán)節(jié)，無論是制造技術(shù)還是制造設(shè)備，中國本土技術(shù)均存在不同程度的短板，這也是此前產(chǎn)業(yè)發(fā)展幾十年一直存在的問題。美國的制裁，成為了讓中國企業(yè)有了危機(jī)意識，開始針對被卡脖子的地方重點攻關(guān)。

制造產(chǎn)業(yè)鏈

中國本土最大的兩家晶圓代工企業(yè)就是華虹集團(tuán)和中芯國際，華虹集團(tuán)專注于成熟制程的特色工藝，已經(jīng)在65nm—22nm實現(xiàn)了自主可控。

而中芯國際則是成熟制程和先進(jìn)制程雙路發(fā)展，多年前已經(jīng)建立起Fin FET生產(chǎn)線，并且為華為代工了一批14nm的麒麟710A，正在提升N+1工藝的7nm產(chǎn)能。

據(jù)集邦咨詢（TrendForce）發(fā)布的報告指出，受本土市場的支撐，中芯國際已經(jīng)拿下全球晶圓廠營收排名第三的好成績，營收規(guī)模較去年提升了16%。華虹集團(tuán)也因本土市場的紅利在全球晶圓廠營收排名當(dāng)中位列第六，營收規(guī)模較去年提升了25%。

我國的芯片產(chǎn)能優(yōu)勢明顯，而且也已經(jīng)進(jìn)入到了快速發(fā)展時期，下面就來到了最為核心的制造設(shè)備領(lǐng)域。

制造設(shè)備是美國卡中國脖子的核心手段，在設(shè)備上面實現(xiàn)技術(shù)本土化是當(dāng)下各大企業(yè)的主要目標(biāo)。

實力較為強(qiáng)勁的設(shè)備企業(yè)就是北方華創(chuàng)，北方華創(chuàng)已經(jīng)形成了刻蝕+薄膜沉積+熱處理+濕法+離子注入的全品類設(shè)備布局。2025年3月，北方華創(chuàng)宣布推出旗下首款離子注入設(shè)備。6月份，北方華創(chuàng)宣布取得芯源微控股權(quán)，開始對光刻技術(shù)配套的涂膠顯影設(shè)備進(jìn)行技術(shù)提升。

這種全品類布局正在讓北方華創(chuàng)成長為類似于美國應(yīng)用材料、科磊一樣的大型裝備集團(tuán)。

中微半導(dǎo)體是刻蝕機(jī)領(lǐng)域的龍頭，占全球總刻蝕機(jī)出貨量17%的市場份額，旗下最先進(jìn)的刻蝕機(jī)支持5nm節(jié)點的芯片刻蝕工藝，已經(jīng)進(jìn)入到了臺積電先進(jìn)芯片的生產(chǎn)中。

拓荊科技制造的14nm氣相沉積設(shè)備也已進(jìn)入商業(yè)化環(huán)節(jié)，在中芯國際的生產(chǎn)線中實現(xiàn)了對部分進(jìn)口設(shè)備的國產(chǎn)化替代。

在討論話題最熱烈的國產(chǎn)光刻機(jī)領(lǐng)域，上海微電子公司制造的28nm光刻機(jī)已經(jīng)進(jìn)入工藝測試環(huán)節(jié)。

工藝測試與量產(chǎn)商用是兩個概念，工藝測試的目的是提升設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性，讓其保持在一個較為良好的制造水平，不能出現(xiàn)芯片良品率極低這種惡性情況。當(dāng)測試機(jī)器在各方面達(dá)到合格水平之后，下一步才是將該設(shè)備進(jìn)行量產(chǎn)，投入生產(chǎn)線商用。

28nm及以上的成熟工藝，我們已經(jīng)實現(xiàn)了純國產(chǎn)化的自主可控，將外部風(fēng)險降到了最低。14nm的Fin FET晶體管工藝，我們正在對其整體的產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行自主技術(shù)研發(fā)。

而7nm及以下更加先進(jìn)的工藝，我們則是需要等14nm實現(xiàn)純國產(chǎn)化之后，再對先進(jìn)工藝進(jìn)行技術(shù)攻堅，穩(wěn)步推進(jìn)國產(chǎn)化技術(shù)的進(jìn)度。