電子發(fā)燒友App
成熟工藝，中芯國際的護(hù)城河
成熟制程制程是指90nm， 0.13/0.11μm， 0.18μm， 0.25μm， 0.35μm以及公司獨(dú)有的SPOCULL。2015Q1-2016Q2年期間，成熟邏輯技術(shù)業(yè)務(wù)收入占比55%以上，是公司主要業(yè)務(wù)來源，為公司業(yè)績提供了安全邊際。
現(xiàn)在的成熟邏輯技術(shù)包括了90nm， 0.13/0.11μm， 0.18μm， 0.25μm， 0.35μm，我們來看一下中芯在上面的布局。
1）90nm
中芯國際的300毫米晶圓廠已有多個(gè)90納米工藝的產(chǎn)品進(jìn)入大規(guī)模的生產(chǎn)，中芯國際擁有豐富的制程開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，可向全球客戶提供先進(jìn)的90納米技術(shù)。中芯90納米制程采用Low-k材質(zhì)的銅互連技術(shù)，生產(chǎn)高性能的元器件。
利用先進(jìn)的12英寸生產(chǎn)線進(jìn)行90納米工藝的生產(chǎn)能確保成本的優(yōu)化，為客戶未來技術(shù)的提升提供附加的資源。同時(shí)，中芯90納米技術(shù)可以滿足多種應(yīng)用產(chǎn)品如無線電話，數(shù)字電視，機(jī)頂盒，移動(dòng)電視，個(gè)人多媒體產(chǎn)品，無線網(wǎng)絡(luò)接入及個(gè)人計(jì)算機(jī)應(yīng)用芯片等對低能耗，卓越性能及高集成度的要求，此外，中芯國際的90納米技術(shù)可以為客戶量身定做，達(dá)到各種設(shè)計(jì)要求，包括高速，低耗，混合信號(hào)，射頻以及嵌入式和系統(tǒng)集成等方案。
在90納米技術(shù)上，中芯國際向客戶提供生產(chǎn)優(yōu)化的方案，以期竭盡所能地為客戶產(chǎn)品的性能的提升，良率的改善和可靠性的保證提供幫助。對于90納米相關(guān)的單元庫，IP及輸入/輸出接口等可通過中芯國際的合作伙伴獲得。
2）0.13/0.11μm
中芯國際的0.13微米制程采用全銅制程技術(shù)，從而在達(dá)到高性能設(shè)備的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)成本的優(yōu)化。中芯國際的0.13微米技術(shù)工藝使用8層金屬層寬度僅為80納米的門電路，能夠制作核心電壓為1.2V以及輸入/輸出電壓為2.5V或3.3V的組件。中芯國際的高速、低電壓和低漏電制程產(chǎn)品已在廣泛生產(chǎn)中。中芯國際通過標(biāo)準(zhǔn)單元庫供應(yīng)伙伴，提供0.13微米的單元庫，內(nèi)存編譯器，輸入輸出接口和模擬IP。
0.13/0.11μm性能優(yōu)異。和0.15微米器件的制程技術(shù)相比，中芯國際的0.13微米工藝能使芯片面積縮小25%以上，性能提高約30%。與0.18微米制程技術(shù)比較，芯片面積更可縮小超過50%，而其性能也提高超過50%。
3）0.18μm
中芯的0.18微米為消費(fèi)性、通訊和計(jì)算機(jī)等多種產(chǎn)品應(yīng)用提供了在速度、功耗、密度及成本方面的最佳選擇。此外，它也在嵌入式內(nèi)存、混合信號(hào)及CMOS射頻電路等應(yīng)用方面為客戶提供靈活性的解決方案及模擬。此工藝采用1P6M（鋁）制程，特點(diǎn)是每平方毫米的多晶硅門電路集成度高達(dá)100，000門以及有1.8V、3.3V和5V三種不同電壓，供客戶選擇。中芯國際在0.18微米技術(shù)節(jié)點(diǎn)上可提供低成本、經(jīng)驗(yàn)證的智能卡、消費(fèi)電子產(chǎn)品以及其它廣泛的應(yīng)用類產(chǎn)品。
公司的 0.18微米工藝技術(shù)包括邏輯、混合信號(hào)/射頻、高壓、BCD、電可擦除只讀存儲(chǔ)器以及一次可編程技術(shù)等。這些技術(shù)均有廣泛的單元庫和智能模塊支持。目前0.18um工藝產(chǎn)品仍然是公司業(yè)務(wù)收入的主體來源。
4） 0.25μm
中芯國際的0.25微米技術(shù)能實(shí)現(xiàn)芯片的高性能和低功率，適用于高端圖形處理器、微處理器、通訊及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理芯片。中芯國際同時(shí)提供0.25微米邏輯電路和3.3V和5V應(yīng)用的混合信號(hào)/CMOS射頻電路。
5）0.35μm
中芯提供成本優(yōu)化及通過驗(yàn)證的0.35微米工藝解決方案，可應(yīng)用于智能卡、消費(fèi)性產(chǎn)品以及其它多個(gè)領(lǐng)域。中芯國際的0.35微米制程技術(shù)包括邏輯電路，混合信號(hào)/CMOS射頻電路、高壓電路、BCD、 EEPROM和OTP芯片。這些技術(shù)均有廣泛的單元庫和智能模塊支持。
3.2.2. SPOCULL
SPOCULLTM是中芯國際的一種特殊工藝技術(shù)。SPOCULLTM中包括兩個(gè)工藝平臺(tái)： 95HV和95ULP。95HV主要是支持顯示驅(qū)動(dòng)芯片相關(guān)的應(yīng)用，而95ULP主要支持物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)方面的應(yīng)用。The SPOCULLTM技術(shù)提供了在8寸半導(dǎo)體代工技術(shù)中最高的器件庫密度和最小的SRAM。同時(shí)SPOCULLTM技術(shù)還具有極低的漏電流，低功耗和低寄生電容的優(yōu)秀的半導(dǎo)體晶體管特性。
另外，中芯國際還有65/55nm工藝，這種融合高性能低功耗、仍是主力工藝平臺(tái)。
中芯國際65納米/55納米邏輯技術(shù)具有高性能，節(jié)能的優(yōu)勢，并實(shí)現(xiàn)先進(jìn)技術(shù)成本的優(yōu)化及設(shè)計(jì)成功的可能性。65/55nm仍然是主力工藝平臺(tái)、2014-2015年收入占比均維持在24%。 65/55nm技術(shù)工藝元件選擇包含低漏電和超低功耗技術(shù)平臺(tái)。此兩種技術(shù)平臺(tái)都提供三種閾值電壓的元件以及輸入/輸出電壓為1.8V， 2.5V和 3.3V的元件，而形成一個(gè)彈性的制程設(shè)計(jì)平臺(tái)。此技術(shù)的設(shè)計(jì)規(guī)則、規(guī)格及SPICE模型已完備。55納米低漏電/超低功耗技術(shù)和65納米低漏電技術(shù)重要的單元庫已完備。
中芯國際65納米/55納米射頻/物聯(lián)網(wǎng)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)組合能夠支持無線局域網(wǎng)、全球定位系統(tǒng)、藍(lán)牙、近距離無線通訊和ZigBee有關(guān)的產(chǎn)品應(yīng)用。特別是已有的嵌入式閃存和射頻技術(shù)，使中芯國際55納米無線解決方案能很好的符合與物聯(lián)網(wǎng)有關(guān)的無線連接需求。
28nm需求強(qiáng)勁，中芯增長的重要?jiǎng)恿?/strong>
我們也知道，推動(dòng)集成電路前進(jìn)的主要?jiǎng)恿χ皇枪饪坦に嚦叽绲目s小。目前28nm采用的是193nm的浸液式方法，當(dāng)尺寸縮小到22/20nm時(shí)，傳統(tǒng)的光刻技術(shù)已無能為力，必須采用輔助的兩次圖形曝光技術(shù)，然而這樣會(huì)增加掩模工藝次數(shù)，從而導(dǎo)致成本增加和工藝循環(huán)周期的擴(kuò)大，這就造成了20/22nm無論從設(shè)計(jì)還是生產(chǎn)成本上一直無法實(shí)現(xiàn)很好的控制，其成本約為28nm工藝成本的1.5-2倍左右。因此，綜合技術(shù)和成本等各方面因素，28nm將成為未來很長一段時(shí)間類的關(guān)鍵工藝節(jié)點(diǎn)。
28nm制程工藝主要分為多晶硅柵+氮氧化硅絕緣層?xùn)艠O結(jié)構(gòu)工藝（Poly/SiON）和金屬柵極+高介電常數(shù)絕緣層（High-k）柵結(jié)構(gòu)工藝（HKMG工藝）。Poly/SiON工藝的特點(diǎn)是成本地，工藝簡單，適合對性能要求不高的手機(jī)和移動(dòng)設(shè)備。HKMG的優(yōu)點(diǎn)是大幅減小漏電流，降低晶體管的關(guān)鍵尺寸從而提升性能，但是工藝相對復(fù)雜，成本與Poly/SiON工藝相比較高。
截止2016年底，臺(tái)積電是目前全球28nm市場的最大企業(yè)，產(chǎn)能達(dá)到155000片/月，占整個(gè)28nm代工市場產(chǎn)能的62%；三星，GlobalFoundry，聯(lián)電的產(chǎn)能分別達(dá)到了30000片/月，40000片/月和20000片/月。從供應(yīng)端來看，全球28nm的產(chǎn)能供給為25萬片/月。
從需求端來看，隨著28nm工藝的成熟，市場需求呈現(xiàn)快速增長的態(tài)勢。從2012年的91.3萬片/年到2014年的294.5萬片/年，年CAGR達(dá)79.6%，并且將延續(xù)到2017年。根據(jù)賽迪顧問統(tǒng)計(jì)，2012-2020年28nm市場需求如下。
28nm的市場需求仍然保持強(qiáng)勁，2017年的市場需求為38.6萬片/月，而以臺(tái)積電，聯(lián)電等為首的供給端為25萬片/月，有接近13.6萬片/月的供給-需求錯(cuò)配，對于中芯國際等國內(nèi)制造商來說，潛在的市場空間很大。
從應(yīng)用端來看，28nm工藝目前主要應(yīng)用領(lǐng)域仍然為手機(jī)應(yīng)用處理器和基帶。2017年之后，28nm工藝雖然在手機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用有所下降，但在其他多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用則迅速增加，目前能看到的應(yīng)用領(lǐng)域有OTT盒子和智能電視領(lǐng)域。在2019-2020年，混合信號(hào)產(chǎn)品和圖像傳感器芯片也將規(guī)模使用28nm工藝。
在28nm上，明年來看，市場需求和供給之間有13.6萬片/月左右的錯(cuò)配，因此，這個(gè)gap中芯國際就有可能來填上。主要邏輯是臺(tái)積電、三星和GF都在比拼先進(jìn)制程，并沒有在28nm上擴(kuò)產(chǎn)的計(jì)劃。，市場需求轉(zhuǎn)好的時(shí)候，二線晶圓代工廠的產(chǎn)能利用率將隨著臺(tái)積電的產(chǎn)能滿載而持續(xù)走高，因此很多IC設(shè)計(jì)廠商開始接觸中芯國際尋求調(diào)配產(chǎn)能分散風(fēng)險(xiǎn)。在28nm上，中芯國際主要競爭對手為聯(lián)電。
一座晶圓廠的投資，必須達(dá)到4萬片的產(chǎn)能，產(chǎn)能利用率75%，才能盈虧平衡。
中芯國際是中國大陸第一家提供28納米先進(jìn)工藝制程的純晶圓代工企業(yè)。中芯國際的28納米技術(shù)是業(yè)界主流技術(shù)，包含傳統(tǒng)的多晶硅（PolySiON）和后閘極的高介電常數(shù)金屬閘極（HKMG）制程。中芯國際28納米技術(shù)于2013年第四季度推出，現(xiàn)已成功進(jìn)入多項(xiàng)目晶圓（MPW）階段，可依照客戶需求提供28納米PolySiON和HKMG制程服務(wù)。
來自中芯國際設(shè)計(jì)服務(wù)團(tuán)隊(duì)以及多家第三方IP合作伙伴的100多項(xiàng)IP，可為全球集成電路（IC）設(shè)計(jì)商提供多種項(xiàng)目服務(wù)，目前已有多家客戶對中芯國際28納米制程表示興趣。28納米工藝制程主要應(yīng)用于智能手機(jī)、平板電腦、電視、機(jī)頂盒和互聯(lián)網(wǎng)等移動(dòng)計(jì)算及消費(fèi)電子產(chǎn)品領(lǐng)域。中芯國際28納米技術(shù)可為客戶提供高性能應(yīng)用處理器、移動(dòng)基帶及無線互聯(lián)芯片制造。
我們在這里要討論28nm給中芯國際帶來的業(yè)績增長彈性。我們認(rèn)為，28nm在市場需求和供給錯(cuò)配的情況下，將是未來中芯國際業(yè)績增長彈性的主要推手。
目前中芯國際在28nm上的產(chǎn)能為1.7萬片/月，其中北京廠產(chǎn)能為1萬片/月，上海廠產(chǎn)能為7000片/月。在工藝技術(shù)方面，向客戶提供包括28nm多晶硅（PolySiON）和28nm高介電常數(shù)金屬閘極（HKMG）在內(nèi)的多項(xiàng)代工服務(wù)。主要客戶有高通等。
從營收角度來看，2016年28nm工藝營收占總體營收的比重為1%左右，體量還非常小。
我們預(yù)計(jì)未來3年28nm產(chǎn)能的情況將實(shí)現(xiàn)快速的增長，從2016年的1.7萬片/月，到2018年的6萬片/月，CAGR為88%。以2018年的產(chǎn)能來計(jì)算，28nm全年?duì)I收為10.8億美元，預(yù)計(jì)將占到全年?duì)I收的30%。
布局新技術(shù)，未來的成長來源
現(xiàn)在的中芯國際也正在新技術(shù)上進(jìn)行研發(fā)。如啟動(dòng)14nm研發(fā)，預(yù)計(jì)2018年投入風(fēng)險(xiǎn)性試產(chǎn)，突破國際技術(shù)封鎖，自力更生尋出路。
目前一代的FinFET工藝中，TSMC是16nm節(jié)點(diǎn)，三星、Intel各自開發(fā)了14nm FinFET工藝，GlobalFoundries則使用了三星的14nm工藝授權(quán)。由于受到出口限制，中國只能選擇自己開發(fā)，15年中比利時(shí)國王訪華時(shí)，華為、高通、中芯國際及比利時(shí)微電子中心宣布合作開發(fā)14nm工藝，中芯國際現(xiàn)在建設(shè)的12英寸晶圓廠就是為此準(zhǔn)備的，預(yù)計(jì)最早2018年投入風(fēng)險(xiǎn)性試產(chǎn)。
上海的12英寸晶圓廠不止會(huì)上14nm工藝，未來還會(huì)升級(jí)10nm以及7nm工藝。
2016年四季，公司宣布在上海開工建設(shè)新的12英寸晶圓廠，投資超過675億人民幣，明年底正式建成，這座工廠將使用14nm工藝，這是中芯國際最先進(jìn)、同時(shí)也是國內(nèi)最先進(jìn)的制造工藝。新的12吋生產(chǎn)線項(xiàng)目預(yù)計(jì)總投資超過100億美元，將通過合資方式建設(shè)未來每個(gè)月可容納7萬片的產(chǎn)能規(guī)模。公司董事表示，在加速研發(fā)過程中，力爭在2018年底實(shí)現(xiàn)突破。
另外，45/40nm進(jìn)軍PRAM存儲(chǔ)，蠶食三星份額。
中芯國際是中國大陸第一家提供40納米技術(shù)的晶圓廠。40納米標(biāo)準(zhǔn)邏輯制程提供低漏電（LL）器件平臺(tái)，核心組件電壓1.1V，涵蓋三種不同閾值電壓，以及輸入/輸出組件 2.5V電壓（超載 3.3V， 低載1.8V）以滿足不同的設(shè)計(jì)要求。40納米邏輯制程結(jié)合了最先進(jìn)的浸入式光刻技術(shù)，應(yīng)力技術(shù)，超淺結(jié)技術(shù)以及超低介電常數(shù)介質(zhì)。此技術(shù)實(shí)現(xiàn)了高性能和低功耗的完美融合，適用于所有高性能和低功率的應(yīng)用，如手機(jī)基帶及應(yīng)用處理器，平板電腦多媒體應(yīng)用處理器，高清晰視頻處理器以及其它消費(fèi)和通信設(shè)備芯片。
攜手Crossbar，進(jìn)入PRAM存儲(chǔ)領(lǐng)域。公司與阻變式存儲(chǔ)器（RRAM）技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者Crossbar，共同宣布雙方就非易失性RRAM開發(fā)與制造達(dá)成戰(zhàn)略合作協(xié)議。作為雙方合作的一部分，中芯國際與Crossbar已簽訂一份代工協(xié)議，基于中芯國際40納米CMOS制造工藝，提供阻變式存儲(chǔ)器組件。這將幫助客戶將低延時(shí)、高性能和低功耗嵌入式RRAM存儲(chǔ)器組件整合入MCU及SoC等器件，以應(yīng)對物聯(lián)網(wǎng)、可穿戴設(shè)備、平板電腦、消費(fèi)電子、工業(yè)及汽車電子市場需求。
價(jià)格競爭加劇和固定資產(chǎn)加速折舊，2017年?duì)I收占比預(yù)降1-2%。我們估計(jì)在2017/18年，45 / 40nm將占銷售額的24％/ 24％。由于價(jià)格競爭激烈和固定資產(chǎn)的加速折舊，我們預(yù)計(jì)2017年45 / 40nm工藝將同比下降1-2個(gè)百分點(diǎn)。2017/18年 45 / 40nm產(chǎn)能的減少將轉(zhuǎn)化為28nm產(chǎn)能增加。
工商網(wǎng)監(jiān)
評論