先进制程是半导体产业的绝对主流？中国为什么要研发28nm工艺？

近日苹果公司第二场秋季发布会的消息再次刷爆媒体圈，其中已然在首场发布会亮相的苹果自研全球首款基于台积电5nm工艺制程A14处理器，再次现身；

同时在过去的9月，NVIDIA发布了基于三星8nm工艺制程的NVIDIA 30系显卡；

紧接着三星发布了旗下基于自家8nm工艺制程的980 Pro PCIe 4.0固态硬盘；

国庆刚过，AMD旗下基于7nm工艺（大概率是台积电）制程Zen3架构的锐龙5000系列CPU发布；

甚至不久前台积电宣布，将于2021年开始风险试产3nm工艺制程。

8nm、7nm、5nm.。..在品牌大厂的耳濡目染之中，极易让我们产生一丝错觉，即所有半导体厂商都在疯狂研发先进制程，或者说先进制程才是半导体产业的绝对主流。

半导体产业的主流？

然而事实真的是这样吗？答案，自然是否定的。

在体量巨大的半导体产业，3nm/5nm这种狂奔和刷新产业性能的顶级工艺制程，如同产业大厦上最高最炫目的那一个塔尖，极度绚丽多彩却注定只能是少数人拥有；

而塔尖之下的28nm才是芸芸众生的依靠，才是半导体产业大厦的基础。

下面，笔者将从成本、工艺难度以及市场体量等维度展开剖析，实际上在半导体工艺发展到今天，业界习惯将28nm以内，诸如14nm/10nm/8nm以及更加尖端的工艺称之为先进制程。

至于超过28nm以及包括28nm工艺，则统称为成熟工艺，其中28nm规格更是成熟工艺中的绝对代表工艺。

先进制程和成熟工艺的成本/性能之争

半导体产业，和其他所有的产业相同，需要严格控制成本和性能的关系，从而让买方和卖方保持一个相对平衡区间和生态；

尤其是对于动辄投资超过百亿美元的晶圆厂而言，制造工艺的成本和性能比，是运转的关键。

在目前设计成本不断上升的情况下，只有少数客户能负担得起转向高级节点的费用。

根据统计，16nm /14nm芯片的平均IC设计成本约为8000万美元，而28nm体硅制程器件约为3000万美元，设计7nm芯片则需要2.71亿美元。

时下，晶圆工艺处于先进制程和成熟工艺结合点的28nm制程，是整个产业毋庸置疑的成本性能控制最好的工艺。

对比于40nm甚至更加落后的制程而言，28nm在功耗设计、频率控制、性能稳定等方面具有明显优势；

至于14nm及更先进制程，良品率过低、研发成本不断加码等方面累计起来的综合成本，几乎抵消了先进制程带来的性能价格优势。

全面来看，平衡了性能和成本的28nm可以说是目前晶圆工艺中最具性价比和最为主流的工艺了。

成熟工艺28nm的主要玩家

基于28nm工艺制程能够较为完美的维持性能和成本的平衡，同时在应用场景上能够满足大部分中端市场的需求。

几乎全球主流的晶圆厂商都在承接28nm工艺的晶圆需求，同时也是新进晶圆厂学习模仿，能够快速切入产业链的关键工艺。

目前，包括台积电，GF（格芯），联电，三星、中芯国际、联发科以及华虹旗下的华力微电子等众多国内外Fab厂能够研发和生产基于28nm工艺的晶圆芯片。

其中，更有甚者例如联电，为了进一步巩固28nm工艺的市场份额，几乎完全放弃了先进工艺制程14nm的研发和投入，可见28nm成熟工艺的市场价值。

28nm工艺是中芯国际的重要业务

至于我们熟知的中芯国际，更是将旗下两座支持28nm工艺制程生产线放置在位于首都北京的北方晶圆工厂。

甚至对于台积电而言，28nm制程更是具有里程碑意义，在2011年首次投入量产后，28nm营收占比，仅仅用了一年时间就从2%爬升到了22%份额。

如何看待先进制程和28nm的成熟工艺

其实一句话，以28nm工艺为代表的成熟工艺在未来的一段时间内，还将是众多厂商维系利润，参与半导体先进工艺研发的基础；

至于先进制程，受制于研发成本、技术难度和潜在客源的双重压力，终将属于少数顶尖Fab厂之间的竞争。

将视野拉回到国内，对于姗姗学步的国内晶圆厂而言，背靠国内不断涌现的半导体消费需求。

一方面需要坚持完善28nm乃至40nm等性价比奇高的成熟工艺，加紧完善供应链，实现自我造血，从而在竞争激烈的半导体赛道上紧跟领先集团；

另一方面，积极参与先进工艺的研发和制造，充分利用国内井喷的半导体消费需求，快速将技术落地，快速量产。

随着半导体晶圆工艺不断逼近极值，行业内技术的先发优势不断被削减，作为后来者的国产晶圆厂商，迎来了弯道超车的历史机遇，两条路同步走，半导体国产化，未来可期。
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