有了中芯国际,谁还需要台积电?

来源: Robert Castellano 编译:嗷嗷猪有了中芯国际,谁还需要台积电?

中国在减少对生产半导体的外国公司的依赖方面取得了长足的进步。根据报告《中国大陆半导体和设备市场:分析和制造趋势》,2019年中国进口4451.3亿集成电路,同比增长6.6%。进口总额为3055.5亿美元,同比下降2.1%。集成电路出口2187亿台,同比增长0.7%。出口1015.8亿美元,同比增长20%。


中芯国际(SMIC)是全球第五大纯芯片代工企业(只为客户生产芯片,不生产自用芯片)。该公司的收入在2020年第一季度同比增长26.8%。该公司第一季度营收占比为5.0%,远低于将成为本文焦点的台积电(TSMC)。


目前,中芯国际运营着七个晶圆厂:三个200毫米晶圆厂和四个300毫米晶圆厂。 8英寸月产能总计23.3万片,比上月增长2.2%,这主要是由于天津8英寸生产线的扩大。 12英寸每月总产能达到24.3万,环比增长10.2%,这主要是由于12英寸40-28nm北京和上海SN1先进工艺生产线的扩建。


--中芯国际的能力与台积电相比

2020年5月中旬,美国商务部对中国的华为施加了更多限制,阻止任何技术公司在未经美国批准的情况下与华为开展业务。制裁禁止这些供应商直接向华为供应芯片。争论的焦点是华为名为麒麟的5G调制解调器芯片。


在Seeking Alpha于2020年1月10日发表的一篇题为“台湾半导体:我2020年的最佳半导体选择”的文章中,我讨论了5G调制解调器芯片的生产,不仅来自华为,也来自竞争对手。


由于美国对华为(及其芯片子公司海思半导体 HiSilicon)的制裁,台积电将不再生产华为的麒麟调制解调器。麒麟调制解调器过去一直在生产华为的HiSilicon芯片,包括14nm、12nm甚至7、5nm芯片。


由于无法规避美国政府的制裁,华为正将其14nm芯片组订单从台积电转移到中芯国际。华为的新芯片HiSilicon麒麟710A采用14nm制程,目前已进入量产阶段。我相信华为是在重新发布麒麟710处理器,品牌为麒麟710A,但这次采用14nm FinFET工艺。原来的麒麟710 SoC是由台积电采用12nm节点制造的。


表1显示了中芯国际按技术流程划分的2020年第一季度收入。14nm或更先进的工艺仅占其产量的1.3%,远远落后于主要的铸造公司。随着麒麟710A的引进,14nm加工的比例将会增加。

有了中芯国际,谁还需要台积电?


相比之下,2020年第二季度,36%的台积电收入来自7nm制程。事实上,台积电预计到2020年,5nm制程技术将占其晶圆总收入的8%,而此前的估计为10%。


表2显示了台积电和中芯国际基于初始量产时间表和年、季度滞后的技术过程节点的比较。令人感兴趣的是,中芯国际与台积电之间的差距,从2010年的65nm节点制程,一直延续到2019年的14nm/16nm节点制程。有了中芯国际,谁还需要台积电?


--投资者需要注意

鉴于最近贸易限制的升级,中芯国际和华为需要考虑两个重要问题。第一个问题是,如果中芯国际能够采用7nm制程,成本会是多少?

如果我们按照表2中的4年时间表,那么中芯国际将在2021年达到7nm制程。如果中芯国际真的开发一种7nm制程,并建立一家7nm制程的晶圆厂,成本会是多少?表3展示了我对芯片生产成本的分析,因为它移动到越来越小的节点。这张表包含了中芯国际在14nm芯片上向客户收取的329美元/片的费用,下降了30%至232美元,我用粗体标出了这一点。设计费用由华为承担,组装测试/包装费用由华为选择的包装公司承担。有了中芯国际,谁还需要台积电?


第二个重要的问题是中芯国际如何达到7nm制程。作为背景资料,来自ASML 的EUV光刻技术在7nm及以下是经济有效的。


本质上,虽然使用EUV在7nm时有成本优势,但DUV可以很容易地复制7nm模式。事实上,TSMC的第一代7nm工艺是通过DUV结合多重曝光技术实现的。


这是一个重要的考虑,因为尽管中芯国际从ASML订购了一套EUV系统,但该系统一再被推迟,并有各种理由解释为什么还没有交付。随着技术禁运的升级,这个问题成为中芯国际及其EUV路线图面临的主要问题。


最后,中芯国际已经能够在没有量子步骤的情况下超越14nm直接达到7nm。中芯国际的N+1流程已经进入客户介绍和产品认证阶段。与14nm工艺相比,N+1工艺的功耗提高了20%,功耗降低了57%,逻辑面积降低了63%,SoC面积降低了55%,与TSMC的7nm工艺接近。


美国政府5月15日公布的新出口管制规定,旨在阻止华为通过海思半导体(HiSilicon)和台积电(TSMC)开发自己的芯片。


然而,在更严格的限制下,非美国公司必须申请许可,才能使用美国技术或软件生产华为设计的芯片。


到目前为止,美国经济增长放缓。美国政府以侵犯美国司法部认定的中国技术进步为由,阻止了中国的技术进步。例如,它阻止了中国芯片制造商福建的知识产权盗窃活动,读者可以在我2018年11月6日在Seeking Alpha发表的题为“美国限制部分芯片生产设备向中国出口——对内存和设备供应商造成影响。”


此外,中兴通讯三年前被指控违反了美国制裁。此外,中兴还成为美国司法部(Justice Department)另一项新的行贿调查的对象,调查重点是中兴可能向外国官员行贿,以在其全球业务中获得优势。


当前的制裁是新冠肺炎指控后的下意识反应。但今年是大选年,特朗普受到了经济不稳定的影响,这些制裁将对美国经济产生负面影响。许多美国公司都有制造设施,这些制裁将对它们产生影响。例如,2019年,英特尔(NASDAQ:INTC)从中国客户那里获得了28%的总收入,英伟达(NASDAQ:NVDA)和高通(Qualcomm)分别获得了25%和67%的收入。此外,中国政府威胁要对苹果(NASDAQ:AAPL)、波音(NYSE:BA)、思科(NASDAQ:CSCO)和高通(NASDAQ:QCOM)等美国公司实施制裁。


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