主流先进制程工艺梳理

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  在设计成本一直上升的情况下，只有少数客户能负担得起转向高级节点的费用。据Gartner统计，16nm /14nm芯片的平均IC设计成本约为8000万美元，而28nm体硅制程器件约为3000万美元，设计7nm芯片则需要2.71亿美元。IBS的多个方面数据显示：28nm体硅器件的设计成本大致在5130万美元左右，而7nm芯片需要2.98亿美元。对于多数客户而言，转向16nm/14nm的FinFET制程太昂贵了。

  就单位芯片成本而言，28nm优势显著，将保持较长生命周期。一方面，相较于40nm及更早期制程，28nm工艺在频率调节、功耗控制、散热管理和尺寸压缩方面有着非常明显优势。另一方面，由于16nm/14nm及更先进制程采用FinFET技术，维持高参数良率以及低缺陷密度难度加大，每个逻辑闸的成本都要高于28nm制程的。

  28nm处于32nm和22nm之间，业界在更早的45nm阶段引入了high-k值绝缘层/金属栅极（HKMG）工艺，在32nm处引入了第二代 high-k 绝缘层/金属栅工艺，这些为28nm的逐步成熟打下了基础。而在之后的先进工艺方面，从22nm开始采用FinFET（鳍式场效应晶体管）等。可见，28nm正好处于制程过渡的关键点上，这也是其性能好价格低的一个重要原因。

  14nm制程大多数都用在中高端AP/SoC、GPU、矿机ASIC、FPGA、汽车半导体等制造。对于各厂商而言，该制程也是收入的大多数来自，特别是英特尔，14nm是其目前的主要制程工艺，以该公司的体量而言，其带来的收入可想而知。而对于中国大陆本土的晶圆代工厂来说，特别是中芯国际和华虹，正在开发14nm制程技术，距离量产时间也不远了。

  格芯于2018年宣布退出10nm及更先进制程的研发，这样，该公司的最先进制程就是12nm了。该公司是分两条腿走路的，即FinFET和FD-SOI，这也充足表现在了12nm制程上，在FinFET方面，该公司有12LP技术，而在FD-SOI方面，有12FDX。12LP主要是针对人工智能、虚拟现实、智能手机、网络基础设施等应用，利用了格芯在纽约萨拉托加县Fab 8的专业方面技术，该工厂自2016年初以来，一直在大规模量产格芯的14nm FinFET产品。

  中芯国际方面，不仅14nm FinFET制程已进入客户风险量产阶段，而且在2019年第一季度，其12nm制程工艺开发进入客户导入阶段，第二代FinFET N+1研发取得突破，进度超过预期，同时，上海中芯南方FinFET工厂顺利建造完成，进入产能布建阶段。这在某种程度上预示着用不了多久，一个新的12nm制程玩家将杀入战团。

  在7nm，目前只有台积电和三星两家了，而且三星的量产时间相对于台积电明显滞后，这让三星不得不越过7nm，直接上7nm EUV，这使得像苹果、华为、AMD、英伟达这样的7nm制程大客户订单，几乎都被台积电抢走了。在这种先发优势下，台积电的7nm产能已经有些应接不暇。而在7nm EUV量产方面，台积电也领先了一步，代工的华为麒麟990已经商用，三星7nm EUV代工的高通新一代处理器也在生产当中，估计很快就会面市了。