事實(shí)上，沿著摩爾定律能夠持續(xù)跟進(jìn)半導(dǎo)體工藝尺寸微縮的廠家數(shù)量已經(jīng)越來(lái)越少，在這個(gè)領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)的廠商主要就是三星、臺(tái)積電和英特爾三家。此外，中國(guó)大陸晶圓代工廠中芯國(guó)際也在推進(jìn)當(dāng)中。因此，參與先進(jìn)工藝之爭(zhēng)的也就只有這樣“三大一小”幾家公司。

先進(jìn)工藝開(kāi)發(fā)量產(chǎn)的成功與否對(duì)于半導(dǎo)體巨頭來(lái)說(shuō)意義十分重大。臺(tái)積電2019年第四季度財(cái)報(bào)實(shí)現(xiàn)營(yíng)收3170億元新臺(tái)幣。按工藝水平劃分，7nm工藝技術(shù)段占公司收入的35%，10nm為1%，16nm為20%，合計(jì)16nm及以下先進(jìn)工藝產(chǎn)品收入已經(jīng)占到56%。臺(tái)積電CEO魏哲家表示，采用先進(jìn)工藝的5G和HPC是臺(tái)積電的長(zhǎng)期主要增長(zhǎng)動(dòng)力，并預(yù)計(jì)2020年5G智能手機(jī)在整個(gè)智能手機(jī)市場(chǎng)的普及率為10%左右。

正因如此，半導(dǎo)體龍頭大廠無(wú)不極為重視先進(jìn)工藝的投資與開(kāi)發(fā)。2月20日，三星宣布韓國(guó)華城工業(yè)園一條專司EUV(極紫外光刻)技術(shù)的晶圓代工生產(chǎn)線V1實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。據(jù)了解，V1生產(chǎn)線于2018年2月動(dòng)工，2019年下半年開(kāi)始測(cè)試晶圓生產(chǎn)，首批產(chǎn)品今年第一季度向客戶交付。目前，V1已經(jīng)投入7nm和6nm EUV移動(dòng)芯片的生產(chǎn)工作，規(guī)劃未來(lái)可以生產(chǎn)3nm的產(chǎn)品。三星制造業(yè)務(wù)總裁ES Jung稱，V1產(chǎn)線將和S3生產(chǎn)線一道，幫助公司拓展客戶，響應(yīng)市場(chǎng)需求。

臺(tái)積電對(duì)先進(jìn)工藝的開(kāi)發(fā)同樣重視。在2020年1月召開(kāi)的法說(shuō)會(huì)上，臺(tái)積電表示將增加2020年的資本支出，從原訂的110億美元，上修至140億美元～150億美元，其中80% 將投入先進(jìn)工藝產(chǎn)能的擴(kuò)增，包括7nm、5nm及3nm等。而日前業(yè)內(nèi)也傳出“英特爾將提前進(jìn)行7nm投資”的消息，英特爾2020年的設(shè)備投資計(jì)劃，不僅要增加現(xiàn)有14/10nm工藝的產(chǎn)能，還要對(duì)7/5nm工藝進(jìn)行投資。在2019年財(cái)報(bào)中，英特爾表示2020年計(jì)劃的資本支出約為170億美元。

根據(jù)中芯國(guó)際財(cái)報(bào)，2019年第四季度14nm工藝已經(jīng)量產(chǎn)，并帶來(lái)了768萬(wàn)美元的營(yíng)收。在該次財(cái)報(bào)會(huì)議上，中芯國(guó)際聯(lián)席CEO梁孟松也首次公開(kāi)了中芯國(guó)際的N+1、N+2工藝的情況。中芯國(guó)際的N+1工藝和現(xiàn)有的14nm工藝相比，性能提升了20%，功耗降低了57%，邏輯面積縮小了63%，SoC面積減少了55%。

5nm/6nm將成今年競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)

如果說(shuō)2019年先進(jìn)工藝的競(jìng)爭(zhēng)重點(diǎn)是7nm+EUV光刻工藝，那么2020年焦點(diǎn)將轉(zhuǎn)到5nm節(jié)點(diǎn)上。在高通發(fā)布X60基帶芯片之后，路透社便援引兩名知情人士消息報(bào)道，三星的半導(dǎo)體制造部門贏得了高通的最新合同，將使用5nm工藝技術(shù)生產(chǎn)新發(fā)布的芯片。對(duì)此，有業(yè)內(nèi)人士指出，三星EUV產(chǎn)線的投產(chǎn)以及成功交付高通全球首個(gè)5納米產(chǎn)品驍龍X60基帶芯片，都將給臺(tái)積電帶來(lái)一定壓力。

此前三星在先進(jìn)工藝方面與臺(tái)積電的競(jìng)爭(zhēng)并不順利。2018年三星選擇了跳過(guò)LPE低功耗階段，直接進(jìn)入7nm EUV的大膽策略，意圖在工藝技術(shù)上搶占先機(jī)，但是新工藝的良品率一直不高，使得大膽策略沒(méi)有奏效。而臺(tái)積電仍采用傳統(tǒng)多次曝光技術(shù)，先行占領(lǐng)市場(chǎng)，取得了幾乎100%的7nm市場(chǎng)。不過(guò)三星顯然并沒(méi)有放棄對(duì)先進(jìn)工藝市場(chǎng)的開(kāi)發(fā)與爭(zhēng)奪。2020年三星再次將重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到5nm之上，顯然是有意再次向臺(tái)積電發(fā)起挑戰(zhàn)。在1月份的投資者電話會(huì)議上，當(dāng)被問(wèn)及三星將如何與臺(tái)積電競(jìng)爭(zhēng)時(shí)，三星晶圓高級(jí)副總裁Shawn Han表示，公司計(jì)劃通過(guò)“多元化客戶應(yīng)用”來(lái)擴(kuò)大5nm芯片產(chǎn)量。按照三星此前發(fā)布的工藝規(guī)劃，5nm工藝在2019年4月份開(kāi)發(fā)完成，下半年實(shí)現(xiàn)首次流片，在2020年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

臺(tái)積電對(duì)于5nm也同樣重視。根據(jù)臺(tái)積電此前的披露，5nm工藝2019年上半年導(dǎo)入試產(chǎn)，2020年上半年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。臺(tái)積電5nm投資250億美元，月產(chǎn)能5萬(wàn)片，之后再擴(kuò)充至7萬(wàn)～8萬(wàn)片。根據(jù)設(shè)備廠商消息，下半年臺(tái)積電5nm接單已滿，除蘋果新一代A14應(yīng)用處理器外，還包括華為海思新款麒麟芯片等。即使是三星已經(jīng)拿下高通5nm訂單，也不代表臺(tái)積電就會(huì)失去高通的訂單。事實(shí)上，高通一直以來(lái)就是把晶圓代工訂單交由臺(tái)積電和三星等多家廠商生產(chǎn)的。此外，臺(tái)積電還規(guī)劃了一個(gè)5nm工藝的加強(qiáng)版，有點(diǎn)像7nm節(jié)點(diǎn)的N7+。資料顯示，5nm加強(qiáng)版在恒定功率下可提高7%的性能，降低15%的功率。預(yù)計(jì)該工藝平臺(tái)將在2021年量產(chǎn)。

6nm是今年競(jìng)爭(zhēng)的另一個(gè)重點(diǎn)。紫光展銳最新發(fā)布的5G芯片虎賁T7520就采用了臺(tái)積電的6nm工藝，相較7nm工藝，晶體管密度提升18%，功耗下降8%。根據(jù)臺(tái)積電中國(guó)區(qū)業(yè)務(wù)發(fā)展副總經(jīng)理陳平的介紹，6nm是7nm的延伸和擴(kuò)展。臺(tái)積電于2018年量產(chǎn)7nm工藝。2019年量產(chǎn)7nm+EUV的升級(jí)版，在芯片的部分關(guān)鍵層生產(chǎn)中導(dǎo)入EUV設(shè)備，從而減少光罩的采用，降低成本，提高制造效率。6nm工藝平臺(tái)則是7nm工藝的另一個(gè)升級(jí)版。由于它可以利用7nm的全部IP，此前采用7nm的客戶可以更加便捷地導(dǎo)入，在提高產(chǎn)品性能的同時(shí)兼顧了成本。