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先进制程受阻,那就在成熟制程独霸全球!
2024-04-19 来源:贤集网
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关键词: 芯片 集成电路 半导体

据《南华早报》报道,今年第一季度中国芯片总产量同比飙升40%,达到了981亿颗,这表明在先进制程发展受到美国限制之下,中国的成熟制程芯片的产能正在快速扩大。

根据国家统计局周二公布的最新数据显示,仅今年3月份,全国集成电路产量就增长了28.4%,达到362亿颗,创历史新高。该机构表示,中国“高科技制造业增长更快”。

中国集成电路产量的大幅增长,部分得益于新能源汽车等下游行业的强劲需求。数据显示,一季度全国新能源汽车产量增长29.2%至208万辆。同期智能手机产量增长了 16.7%。



近年来,随着半导体制造设施在全国各地如雨后春笋般涌现,中国的集成电路产能不断扩大,今年前三个月的产量几乎是2019年同期的两倍。

华盛顿智库战略与国际研究中心发布的一份报告称,由于美国对中国实施先进芯片技术禁运,现在大多数中国新投资都集中在成熟制程的半导体上。

研究人员写道:“美国对中国先进芯片技术出口管制的意外后果可能是一波国家支持的投资浪潮,导致生产过剩,并有可能导致中国在全球传统芯片生产中占据主导地位。”

市场研究公司TrendForce在早些时候的一份报告中表示,到2027年,大陆成熟制程产能的全球份额预计将从去年的31%升至39% 。


12英寸晶圆渐获青睐

整体产能的拉动,让自2022年以来陷入需求下行的全球半导体市场复苏加快。其中,12英寸晶圆的逐步兴起,是不可忽略的一大趋势。

据SEMI给出的预计,到2026年,全球12英寸晶圆月产能将达到960万片,其中,美国产能在全球的占比将自2022年的0.2%大幅提升45倍至近9%,中国大陆的产能也将自2022年的22%,提升至25%。

而在国内,半导体产研机构TrendForce统计数据显示,除去7家暂时停工的晶圆厂,中国目前已建成的晶圆厂有44家,包括25座12英寸晶圆厂、4座6英寸晶圆厂、 15座8英寸晶圆厂及产线,另外还有22家晶圆厂在建,包括15座12英寸晶圆厂、8座8英寸晶圆厂。

12英寸晶圆厂,占国内晶圆厂总数的比例约为60%。根据预估,目前国内的12英寸晶圆月产能总计约113.9万片,占总产能的约15%。随着12英寸厂成为主流,这一占比也将持续攀升。

据悉,14nm以下的高端制程的研发和生产目前都以12英寸晶圆为主,原因在于制程工艺的复杂度会大幅提升芯片的成本。为了控制成本,必须提高硅晶圆的利用率,而晶圆尺寸越大,浪费越少。



同时,从成本角度出发,12英寸晶圆的成本较8英寸晶圆更低,据行业统计数据,这一成本节省率约为50%。同时,12英寸晶圆的芯片输出几乎是8英寸晶圆的3倍,这使得每片芯片的成本降低了约30%。如果产能继续提升,伴以改进工艺和良率,预计未来12英寸晶圆的成本也将进一步下探。

物理特性上的优势,加上受到手机、PC、数据中心、自动驾驶等下游应用高速发展的影响,12英寸晶圆逐渐受到市场青睐,需求量快速上升,而这一信号目前已传导至产业端。以华虹为例,2023年9月,华虹宣布使用募集资金向全资子公司华虹宏力增资126.32亿元,主要用于华虹宏力向华虹制造(无锡)项目的实施主体华虹半导体制造(无锡)有限公司增资。

华虹方面表示,无锡12英寸生产线项目产能处于不断爬坡的阶段,截至2023年第三季度末,公司折合8英寸生产线月产能已增加到35.8万片。与此同时,华虹公司第二条12英寸生产线华虹无锡制造项目也正在紧锣密鼓地推进中。

作为全球半导体市场活跃指数的主要观测指标,产能的提振也宣告市场正在走出持续一年多的低迷期。


中国成熟制程芯片崛起

2024年,中国在成熟制程芯片领域已经跃居全球前列,占据近1/3的产能份额。根据行业数据,未来3年内,中国在该领域的市场份额将进一步扩大至39%。这一发展态势主要源于中国大规模新建芯片工厂的投产,使得中国在28纳米及以下制程工艺的芯片产能快速提升。

中国芯片产能的大幅增长将对全球芯片价格产生重大影响。由于供给的大幅增加,预计未来几年内成熟制程芯片的价格将出现大幅下降。这将有利于下游电子产品的发展,但也可能引发中国与其他芯片生产国之间的激烈价格竞争。

中国在成熟制程芯片领域的主导地位引发了美国和欧盟的高度关注和担忧。他们担心中国可能利用庞大的产能优势,通过大规模倾销手段扰乱全球芯片市场秩序。为了应对这一风险,美国已经对中国先进芯片实施出口管制,现在有迹象表明美国可能联手欧盟,对中国在成熟制程芯片领域采取类似的限制措施。


先进工艺受阻

尽管在成熟制程芯片领域处于领先地位,但中国在先进芯片技术方面与美国仍存在明显差距。目前中国主流芯片制程工艺集中在14纳米和28纳米,最先进的水平仅达到7纳米,而全球最先进的芯片制程已经进入3-5纳米阶段。这一差距意味着中国在人工智能、5G通信、高性能计算等领域的发展将受到一定程度的制约。

中国芯片产业在追赶先进技术的道路上还面临着技术积累、供应链完整性、人才短缺等诸多挑战。中国需要在这些领域持续加大投入,才能真正缩小与美国的技术鸿沟。与此同时,美国也在加紧研发下一代芯片技术,以保持在这一战略性领域的领先优势。


国产GPU芯片谋"独立自主"之路

自从美国在2023年初对华为等企业实施全面禁运高端GPU芯片后,这一行业就陷入了前所未有的危机。尽管国内部分企业通过自主研发做出了一些尝试,但与国际巨头相比,在技术水平、生产规模乃至生态建设等方面,仍有极大的差距。

面对这一困境,中国政府明确提出,要尽快实现GPU芯片的自主可控,摆脱对美国供应链的依赖。于是,在各方通力合作下,一场针对高端GPU芯片的自主研发攻坚战随即拉开序幕。



而在这场攻坚战中脱颖而出的,正是来自中国某大型科技企业的GPU芯片研发团队。经过近2年的艰辛努力,他们终于成功研发出一款全新的高性能GPU芯片,在关键指标上不仅与国际知名品牌相媲美,甚至还在某些方面超越了它们。

这款芯片命名为"太阳神"系列,搭载了业界领先的7nm制程工艺,在计算性能、能效比等方面都达到了顶尖水平。不仅如此,它还针对国内用户需求进行了优化设计,在大数据分析、人工智能训练等场景下表现尤为出色。

"太阳神"系列芯片不仅填补了国内高端GPU空白,还为中国加速"芯片自主可控"之路注入了强大动力。相关负责人表示,"太阳神"系列是中国GPS芯片研发的一个重要里程碑,未来还将推出更多高性能产品,为国内用户提供可靠的替代方案。


技术"重围"背后的产业格局革新

要知道,在GPU芯片领域,英伟达一直占据着绝对的主导地位,很长时间以来它几乎垄断了全球高端市场。但随着"太阳神"系列芯片的问世,这一格局正在发生深刻的变革。

首先是在技术水平上的挑战。过去,国内企业在GPU芯片设计、制造工艺等关键领域一直与国际巨头存在较大差距。但通过这两年的集中攻关,"太阳神"系列芯片在诸多性能指标上已经与英伟达的顶级产品不分伯仲,甚至还在一些专业领域超越了它们。这无疑标志着中国企业在这一前沿技术领域的实力有了大幅提升。

其次是在产品应用上的优势。与欧美国家不同,中国的GPU芯片市场主要集中在互联网、云计算、人工智能等领域,对计算性能和功耗比等指标要求很高。而"太阳神"系列芯片正是以这些场景为设计目标,在满足国内用户需求方面有着得天独厚的优势。

不仅如此,伴随"太阳神"系列芯片的问世,中国本土GPU芯片生态也在快速建立和完善。一些重要的软硬件厂商纷纷加入进来,推出了配套的系统软件和应用程序。这不仅大幅降低了用户的切换成本,也为"太阳神"系列芯片注入了强大的市场动能。

综合来看,在技术、应用和生态等多方面的优势支持下,"太阳神"系列GPU芯片正在快速崛起,成为当之无愧的中国国产GPU新军。它不仅在国内市场掀起了一阵"替代风暴",也开始在全球范围内引起了广泛关注。