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來源：DeepTech深科技 美國商務部的升級版 “華為禁令” 一出，留給所有半導體大廠一道 “超級難題”，這段時間頭很疼的不只是臺積電，才剛剛量產 14nm FinFET 技術的中芯國際，想必也是 “頭痛欲裂”。 但慶幸的是，中芯對于 FinFET 制程的企圖心很全面，不會只鎖定華為一家客戶。 根據問芯Voice了解，日前中芯找來前格芯 GlobalFoundries 中國區總經理白農，賦予 FinFET 先進制程產品的業務和行銷高管的重大任務，要為中芯的先進制程深挖更多客戶；且據了解，白農是直接報告給中芯聯合首席執行官梁孟松。 “中國芯” 打造史 翻開 “中國芯” 的進展歷程，中芯國際始終是所有人的目光焦點。IC 設計有海思打前鋒，IC 制造自然由中芯國際當仁不讓挑起重任，以前中芯在先進制程的進展總是一波三折，自從延攬前臺積電、三星技術高管梁孟松加入后，技術上是三步并作兩步地追趕上來。 近期，一支華為特殊款的榮耀手機上印制著 “Powered by SMIC FinFET”，象征著中芯投入先進制程技術多年，已有著具體化的商業量產成效。 只是此時，遇到中美關系緊張，因為華為 5G 技術的超前，又成為美國忌憚之處，日前祭出一道升級版 “華為禁令”，限制了全球所有半導體廠為華為海思芯片代工的權利，中芯自然也難置身于風暴圈之外。 不過，中芯內部對于 FinFET 技術很有把握，除了鎖定華為海思這位 “天字第一號” 客戶，將 14nm FinFET 技術使用在手機處理器中，其他應用還包括 AI、消費性電子，甚至是車用等領域，顯見內部對 14nm FinFET 技術深具信心。 因此，中芯也特別找來格芯前中國區總經理白農，負責 FinFET 相關技術的業務和行銷，目的在于拓展 FinFET 技術的應用市場。 白農之前在格芯擔任中國區副總裁兼總經理，負責推動格芯在中國的戰略規劃發展，主要范疇是中國地區的客戶和業務。 白農擁有哈佛商學院的工商管理碩士學位 MBA，并持有和密歇根大學安娜堡分校的電子工程碩士學位。 他在加入格芯之前，曾在摩托羅拉、高通、三星、Synaptics 等半導體公司擔任高級管理人員；在職業生涯早期，也曾擔任麥肯錫公司的顧問，以及英特爾的微處理器設計工程師。 中芯造芯20年，28nm卡關多年 中芯國際成立于 2000 年 4 月 3 日，2020 年剛好滿 20 周年，或許是基于當前大環境的時機敏感，公司對于 20 周年慶這么重大的里程碑并未對外大張旗鼓地慶祝。 若論中芯國際參與先進制程的技術競賽，算是從 28nm 制程開始。 公司大概從 2012 年、2013 年左右就開始投入 28nm 技術研發。后來，更找來高通、比利時微電子研究中心（imec）助陣，共同參與 28nm 技術的研發項目。 為什么當年高通要幫助中芯國際開發 28nm 制程技術？ 有一個說法是當時高通深陷中國的反壟斷調查，為了減輕該調查帶來的影響，以及維持與中國之間的友好關系，促使高通加入中芯國際的 28nm 研發項目。 中芯也在 2015 年以 28nm 制程技術開發出高通的驍龍 410 處理器芯片，這顆是屬于低端手機芯片，傳出之后的驍龍 425 芯片也是由中芯的 28nm LP 制程打造。 中芯投入 28nm 技術多年，終于在高通臨門一腳幫助下，誕生了第一個 28nm 產品，當時還被業界解讀為可能“撼動臺積電”的關鍵性成功一步。 只不過，最終其 28nm 技術仍是未大量鋪開給各個客戶，這當中包括量產良率等問題難以克服，因此中芯的技術實力一直在 28nm HKMG 制程上卡關多年，直到挖角梁孟松來操刀先進制程技術，才得以突破。 28nm之役，IBM 陣營后悔莫及 中芯錯過了 28nm 技術世代。嚴格來說，不是中芯錯過，是全球各大半導體廠包括聯電、格芯、三星等都低估了 28nm 的技術門檻，以及當時智能手機大爆發所牽動到商機，最后演變成全球 28nm 訂單由臺積電一家通吃，贏者全拿。 28nm 成為臺積電史上最成功、最賺錢的一個技術世代。更可以說，今天臺積電可以在 16nm、10nm、7nm、5nm 制程上砸重金投資且不斷超前技術，也是因為 28nm 讓臺積電連續七年賺的盆滿缽滿。 說個題外話，當年臺積電其實也沒想到 28nm 的需求會這么強。因此，臺積電最初準備的 28nm 產能其實不多，客戶為了搶產能還差一點大打出手，甚至撂狠話要自己蓋晶圓廠來生產。 前面提及，眾家半導體廠都低估 28nm 的技術門檻，其實這當中有一個關鍵因素，就是在 28nm 制程世代上，三星、聯電、格芯都依循著 IBM 的技術邏輯選擇 Gate-First 架構，只有英特爾和臺積電選擇 Gate-Last 架構。 當時選擇跟隨 IBM 路線的人認為 Gate-First 技術有 die size 小、成本低，而且比較容易成功，雖然也認知到 Gate-First 的應用范圍可能會比較局限。 臺積電當時認為，Gate-Last 和 Gate-First 技術的光罩層數差不多，只要嚴控 process steps，盡量縮短制程的 cycle time，就能有效控制成本，至于 die size 的大小與 design rule 有關，未必 Gate -Last 技術會導致 die size 變大。 總結來說，Gate-First 技術確實比 Gate-Last 好做多了，但以最終性能來看，還是 Gate-Last 技術比較好。 當時臺積電的技術掌舵者，也是現任武漢弘芯首席執行官蔣尚義曾說，Gate-Last 技術一定會獲得最終勝利，發展到了 20nm 技術以下，其他選擇 Gate-First 技術陣營的人終將后悔。 此后一語成讖，最后所有半導體廠都放棄 Gate-first 的 28nm 制程，轉去做 Gate-Last 技術。 但已經來不及了，臺積電早已大量擴產掌握先機，且每年推出一個 28nm 改良制程，標榜低耗更低、die size 更小，且價格不變，把客戶抓得牢牢的，更把競爭對手耍得團團轉；自此，28nm 戰役宣告結束。 中芯擠身全球14nm供應商 梁孟松加入中芯國際后，從 14nm FinFET 制程技術開始追趕。他從 2017 年 10 月加入至今，短短兩年的時間，中芯已經在 2019 年底宣告 14nm 開始出貨，小幅度貢獻營收。 這宣示對中芯國際近年來淚跡斑斑的先進技術發展歷程，具有關鍵性的意義，乃至于在整個中國半導體技術開發史上，都是濃重一筆。 日前，中芯的 14nm FinFET 技術成功為華為的榮耀手機打造麒麟 710 芯片。該顆芯片是由海思設計，原本是采用臺積電的 12nm 工藝技術生產，現在中芯 14nm 也加入供應商之列。 只是，中芯與華為的在先進制程技術上的合作才剛要大顯身手，就遇到新版的 “華為禁令”，在120天緩沖期之后，整個大環境究竟會如何發展與轉變，政策是否會轉向，大家都非常關心。 在中芯的 14nm 技術上，華為絕對是非常重要的一個客戶，但其實中芯也朝多領域布局，像是業界傳出比特幣礦機芯片供應商嘉楠科技也是中芯 14nm 的客戶。 根據問芯Voice了解，這其實非常合理，因為礦機芯片早已取代手機處理器，成為半導體廠在開發一代先進技術時的首顆產品；理由很簡單，礦機芯片非常容易做，連 IP 都不需要，比處理器容易太多了。 那為什么礦機芯片總是需要半導體廠最先進制程？因為在挖礦需求下，訴求很單一，主要是速度要很快，但功耗又要很低，因此所有礦機芯片供應商都會追逐最新的制程技術，而中芯國際在發展 14nm 初期，與礦機芯片供應商合作是很合乎邏輯的。 梁孟松為中芯國際擘劃的先進制程藍圖，絕對不止 14nm FinFET 技術，還有微縮版本 12nm，以及第二代的 FinFET 技術 N+1、N+2 制程。 梁孟松也在投資人會議中分析，N+1 技術與中芯自己的 14nm 比較，效能可增加 20%、功耗再減少 57%、邏輯面積減少 63%、SoC 面積減少 55%。 如果看功耗等指標，其實 N+1 與（意指臺積電的）7nm 制程十分接近，唯一不同在于，N+1 的效能還追不上 7nm。 不過，按照此藍圖發展下去，中芯會遇到的最大難關是光刻機大廠 ASML 的極紫外光 EUV 機臺無法運到國內。但中芯也解釋，目前 N+1 的先進制程規劃并不需要用到 EUV 機臺。 整個來看，中芯國際僅用了短短的 2 年時間，達到 14nm FinFET 技術商用化量產的目標，這追趕速度是非常有效率的。 因此，中芯在 14nm 業務布局上，延攬新人才加入，也是為了配合未來先進制程技術要鋪陳開來，不單是技術，包括行銷、業務能力都要到位，才能一條龍地盡情在先進制程技術領域完整發揮。 |
