中芯明年量產8奈米?美國半導體禁令失效了嗎?

台積電。 路透
台積電。 路透

中芯是目前大陸最強的晶圓代工廠,與台積電、三星、聯電等同業多雄競爭,今(15)日下午台積電法說會將登場,中芯的製程技術進展,勢必引起許多法人關注,成為台積電法說焦點,投資人可以密切關注台積電對此件事的說法。

近來有關大陸晶圓代工龍頭廠中芯國際的消息不少,包括美國已執行對中芯的出口禁令,其中包括晶圓製造最重要的半導體設備。不過,近來中芯再度傳出研發中N+1製程已交出好成績。根據大陸媒體引述科技調研機構所稱,中芯N+1製程更接近8奈米製程,這則消息也引起全球半導體業界的高度關注。

由於這是中芯遭美國商務部制裁後出現的第一個好消息,市場期待中芯國際在成功發展14奈米製程後,明年可望繼續推進8奈米等先進製程領域,因此中芯在香港H股及大陸A股的交易價12日都大漲超過12%,為低迷三個月之久的中芯股價,注入新的上漲動能。

在中芯N+1製程的相關報導中,有一個來自客戶的訊息相當重要。根據《香港經濟日報》報導,大陸一家IC設計公司芯動科技公司指出,在中芯國際進行的FinFET N+1先進製程投片和測試,指出所有IP均由大陸自主生產,而且功能一次通過。

芯動科技發布的報告顯示,在採用尚待成熟的中芯國際N+1製程,該團隊已投入人民幣數千萬元進行設計優化並完成流片,經過數月的多輪測試,已協助中芯國際突破N+1製程良率瓶頸。

此外,今年4月中芯國際的年報也公布,中芯的N+1製程研發已進入客戶導入階段。外界一度傳N+1製程等同台積電的7奈米製程,但遭到中芯國際否認,表示該製程將用不到艾斯摩爾(ASML)的EUV(極紫外光)技術,同時預計在2021年才會大量生產。

不過,大陸媒體也引用Gartner研究副總裁盛陵海的看法,他表示,中芯的N+1製程差不多是8奈米,至於N+2製程才會更接近7奈米製程。

根據這些報導,市場預期若中芯開發中的N+1及N+2製程,可以繞過EUV機台而自行完成,那麼美國對中芯的設備禁令恐怕就難起作用。

此外,若中芯明年8奈米及7奈米製程技術可以進入量產,也很可能讓產業競賽出現變化,迅速超越聯電及世界先進,讓大陸晶圓代工產業出現驚人進展。

中芯超進度 係金A?

不過,根據多位國內半導體業界人士研判,目前台積電與三星都是在7奈米以下的製程用到EUV設備,中芯宣稱14奈米的升級不需用到EUV,看起來應該是合理,但是若聲稱N+1跟8奈米接近,N+2製程接近7奈米製程,這樣的說法就有點誇張了。「從各種現象來判斷,是有點too good to be true.(好到有點令人無法置信)」。

整理國內半導體業界的看法,主要是認為要避開EUV設備的可能性很低。以目前國際大廠採用EUV技術現況來看,在邏輯 IC 方面,台積電自 7 奈米+、三星在 7 奈米導入 EUV,至於英特爾則規劃於2021年量產 EUV 7 奈米製程,先前中芯在美國禁令尚未公布前,也曾向艾斯摩爾訂購EUV設備,凸顯其要發展14奈米以下更先進製程的野心,另外在記憶體產業部分,三星、海力士、美光也都規劃採用EUV技術,但時間則較晚一些。

至於EUV為何那麼重要?主要原因是EUV技術可以減少晶片生產步驟及光罩層數,顯著地減少薄膜、蝕刻和檢測的循環,達到降低成本的好處,在摩爾定律已逐漸出現物理限制的情況下,EUV被視為推進先進製程的關鍵步驟。

而且,根據半導體設備商的說法,由於目前EUV只有艾斯摩爾成功開發出來,7奈米技術之前普遍使用的浸潤式(immersion)微影工藝,主要設備供應商是 Lam Research(科林研發)、Applied Materials(應用材料)及KLA Tencor(科磊)等公司,這些公司都還無法享受到 EUV 世代的成長機會。

因此,國內業界認為,中芯若要避開EUV設備,除非設備廠提供非常強大的秘密武器,但以目前產業界的了解,似乎不是那麼樂觀。

不過,從另一個角度來看,在美中科技戰愈演愈烈下,中國大陸全面投資發展半導體產業,未來勢必會出現一番全新的局面。微軟創辦人比爾蓋茲說,「美中完全脫勾,等於是強迫中國自己製造晶片,不僅影響美國科技公司及各種高薪工作,而且會迫使中國完全實現自給自足。」

蓋茲的預言是否成真,他日必見分曉。

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