振奮人心，中芯國際獲國家200億注資，擬取代臺積電曲線救華爲。
近幾年來，中國的半導體行業蓬勃發展，市場需求保持快速增長。
據中投產業研究院數據，2017年中國大陸地區半導體設備銷售額達82.3億美元，2018年爲131.1億美元，同比增長達59%，銷售額度較去年增長了近48.4億美元，可見中國市場對半導體產品的迫切需求。同時，中國以131.1億美元的銷售額超越臺灣，成爲世界第二大半導體制造設備銷售市場。
得益於國內市場的良好態勢，中芯國際的營收表現亮眼。與此同時，中芯國際的技術工藝也迎來振奮人心的突破，但同時也面臨一些外部的挑戰。
通訊、消費品，仍是營收主力
在國內半導體需求迅猛增長的情況下，中芯國際也交出了一份不錯的成績單。
5月13日，中芯國際發佈了2020年Q1財務報表。第一季度銷售額爲9.059億美元，相較2019年第四季度增長7.8%；毛利爲2.3億美元，較2019年第四季度增長17.1%；毛利率爲25.8%，較2019年第四季度增長23.8%，淨利潤達到了6416.4萬美元，同比增長更是達到了422.8%。
總體來看，中芯國際在2020年開局取得了不錯的成績。尤其是淨利潤表現亮眼，在其淨利潤迅猛增長的背後，通訊消費品依舊是營收貢獻的主力。據中芯國際產品分類數據，通訊和消費類產品總佔據業務總量的80%。
通訊產品一直是中芯國際營收的核心。2019年通訊產品佔到了中芯國際總營收的46%，而中芯國際通訊業務營收的迅速增長，與國內電子產品廠商將訂單轉給中芯國際有關。
從2019年底開始，華爲就陸續將設計芯片的訂單從臺積電轉到中芯國際。近日，華爲又宣佈將旗下的海思半導體14納米FinFET工藝部分芯片代工訂單交由中芯國際完成。華爲訂單的轉移，一方面幫助了中芯國際提升其在14nm量產水平；另一方面，也助力了中芯國際的營收增長。
此外，消費類芯片也是中芯國際另一大營收來源。國內消費電子市場不斷快速增長，智能手機、液晶電視、DVD播放機、數碼相機和攝像機等產品需求不斷增長，帶動了中芯國際等半導體企業在該類業務領域的發展。
中芯國際在2020年第一季度表現亮眼，但其面臨的技術問題仍然不可忽視。爲了在技術上尋求突破，中芯國際開展N+1、N+2工藝戰略，直追臺積電7nm製程工藝。
N+1工藝，力求破局
最新消息，中芯國際CEO梁孟鬆宣佈中芯國際目前正在全力研發N+1工藝，已進入客戶導入產品認證階段，並且提到N+1工藝的芯片相較14nm性能提升20%、功耗降低57%、邏輯面積縮小63%，SoC面積縮小55%。
從中芯國際N+1工藝芯片性能來看，幾乎相當於臺積電第一代7nm工藝，預計年底即可量產。
值得注意的是，中芯國際的N+1工藝並不等於7nm工藝。市場上7nm工藝相較14nm，基準提升幅度是35%，而中芯國際的N+1工藝提升幅度爲20%，相較略爲遜色。但其成本較低，且N+1工藝製程並不需要EUV。在這一點上，中芯國際無疑是取得了技術性的突破。
N+1取得的喜人成就，不禁讓業界對中芯國際的N+2工藝充滿期待，N+2工藝在性能上比N+1進一步提升，更逼近市場7nm工藝。
相對於半導體市場的7nm，N+1工藝上雖然比7nm稍顯遜色，但其成本比市場上的7nm低大約10%。對於半導體產品需求大的廠商，無疑這個突如其來的喜訊定會引起他們極大的興趣。此外，相較美國控股的臺積電，中芯國際顯然更值得他們信賴。
中芯國際在製程工藝上的進步，對國內半導體企業有着很大的激勵作用。然而，中芯國際的技術發展之路上，並不是一帆風順的。
不容忽視的技術代差
早在2017年，中芯國際的集成電路製造工藝還停留在28nm階段，而此時的臺積電已經開始量產10nm集成電路芯片。28nm和10nm之間還間隔着14nm的製作工藝差距。數據顯示，同功耗下14nm可達到的頻率比28nm要高出61%。中芯國際和臺積電的技術差距可想而知。
這個問題，隨着梁孟鬆的加入，終於有了改觀。梁孟鬆用了僅僅300天的時間，就讓中芯國際實現了從28nm到14nm的技術跨越，14nm芯片的良品率也從3%提高到 95%。可以說，梁孟鬆的加入帶動了中芯國際製程工藝的跨越式發展。中芯國際實現28nm到14nm的跨越，也極大地振奮了國內自主芯片產業的信心。
2020年1月份，中芯國際再次傳來了令人激動的喜訊，中芯國際旗下的的中芯南方集成電路製造有限公司宣佈首條14nm生產線投入生產。
然而，中芯國際的集成電路製造技術距世界先進水平還是有很大差距。不久前，臺積電宣佈5nm生產線即將投入量產，而同爲半導體產業的三星已經將目光轉向3nm生產線。在芯片領域，14nm和5nm之間還間隔着7nm的技術差距，也就是說，中芯國際和臺積電的半導體技術仍然相差兩代。
中芯國際製造技術突破的道路上，有兩個難題——技術封鎖和資金匱乏。
衆所周知，半導體產業發展是建立在“燒錢”模式上的。每一次納米工藝的進步，其成本都以幾何倍增長。2019年中芯國際投入研發的資金達6.874億美元，佔銷售收入的22%。
圓晶的成本隨着製程的金屬層數隨着工藝的演進不斷提升。例如13nm製程有六層金屬，5nm最少會有14層金屬，此外，半導體制作中還要引入新的技術，14nm時需要引入FinFET技術，5nm時引入堆疊橫向納米線技術。
其次是光刻技術成本。40nm和45nm製程需要用到40層光罩，而14nm和10nm就需要60層光罩。這對光刻機的要求近乎是苛刻的，而全球僅有一家成功成功開發EUV的公司——荷蘭的阿斯麥。去年5月，中芯國際向荷蘭訂購一臺光刻機，而這臺光刻機的價格就達1.2億歐元，其價格相當於兩架波音737。
再者，美國一直掌握着半導體產業的核心技術，對中國半導體企業進行技術封鎖。據路透社報道，美國週一宣佈對中國半導體設備限制出口，防止中國通過民用商業等途徑獲取半導體設備和技術。
縱觀中芯國際發展歷程，在重重困境中一步步走到今天，實屬不易。雖然中芯國際的工藝實力相較於世界頂尖水平還有差距，但中芯國際依舊給業界創造了不少奇蹟。N+1工藝已經逼近7nm水準，而往後性能更加強大的的N+2工藝，必然能在技術上讓中芯國際更有底氣。
中芯國際此次技術工藝的突破，對中國半導體企業來說也具有戰略意義。一方面，中芯國際的技術突破讓“中國芯”在半導體產業有了更多的話語權，爲中國電子產品企業的進一步發展奠定了基礎。另一方面，中芯國際的新工藝也爲我國半導體企業研發爭取了更多的時間。
不過，目前國內半導體產業仍處於發展階段，還存在很大差距，這也意味着中芯國際的前行之路依舊任重道遠。在半導體產業大環境不利的情況下，中芯國際技術發展之路，必然充滿着千難萬險。
文/劉曠公衆號，ID：liukuang110