美國(guó)商務(wù)部的升級(jí)版 “華為禁令” 一出，留給所有半導(dǎo)體大廠一道 “超級(jí)難題”，這段時(shí)間頭很疼的不只是臺(tái)積電，才剛剛量產(chǎn) 14nm FinFET 技術(shù)的中芯國(guó)際，想必也是 “頭痛欲裂”。

但慶幸的是，中芯對(duì)于 FinFET 制程的企圖心很全面，不會(huì)只鎖定華為一家客戶。

根據(jù)問(wèn)芯Voice了解，日前中芯找來(lái)前格芯 GlobalFoundries 中國(guó)區(qū)總經(jīng)理白農(nóng)，賦予 FinFET 先進(jìn)制程產(chǎn)品的業(yè)務(wù)和行銷(xiāo)高管的重大任務(wù)，要為中芯的先進(jìn)制程深挖更多客戶；且據(jù)了解，白農(nóng)是直接報(bào)告給中芯聯(lián)合首席執(zhí)行官梁孟松。

“中國(guó)芯” 打造史

翻開(kāi) “中國(guó)芯” 的進(jìn)展歷程，中芯國(guó)際始終是所有人的目光焦點(diǎn)。IC 設(shè)計(jì)有海思打前鋒，IC 制造自然由中芯國(guó)際當(dāng)仁不讓挑起重任，以前中芯在先進(jìn)制程的進(jìn)展總是一波三折，自從延攬前臺(tái)積電、三星技術(shù)高管梁孟松加入后，技術(shù)上是三步并作兩步地追趕上來(lái)。

近期，一支華為特殊款的榮耀手機(jī)上印制著 “Powered by SMIC FinFET”，象征著中芯投入先進(jìn)制程技術(shù)多年，已有著具體化的商業(yè)量產(chǎn)成效。

只是此時(shí)，遇到中美關(guān)系緊張，因?yàn)槿A為 5G 技術(shù)的超前，又成為美國(guó)忌憚之處，日前祭出一道升級(jí)版 “華為禁令”，限制了全球所有半導(dǎo)體廠為華為海思芯片代工的權(quán)利，中芯自然也難置身于風(fēng)暴圈之外。

不過(guò)，中芯內(nèi)部對(duì)于 FinFET 技術(shù)很有把握，除了鎖定華為海思這位 “天字第一號(hào)” 客戶，將 14nm FinFET 技術(shù)使用在手機(jī)處理器中，其他應(yīng)用還包括 AI、消費(fèi)性電子，甚至是車(chē)用等領(lǐng)域，顯見(jiàn)內(nèi)部對(duì) 14nm FinFET 技術(shù)深具信心。

因此，中芯也特別找來(lái)格芯前中國(guó)區(qū)總經(jīng)理白農(nóng)，負(fù)責(zé) FinFET 相關(guān)技術(shù)的業(yè)務(wù)和行銷(xiāo)，目的在于拓展 FinFET 技術(shù)的應(yīng)用市場(chǎng)。

白農(nóng)之前在格芯擔(dān)任中國(guó)區(qū)副總裁兼總經(jīng)理，負(fù)責(zé)推動(dòng)格芯在中國(guó)的戰(zhàn)略規(guī)劃發(fā)展，主要范疇是中國(guó)地區(qū)的客戶和業(yè)務(wù)。

白農(nóng)擁有哈佛商學(xué)院的工商管理碩士學(xué)位 MBA，并持有和密歇根大學(xué)安娜堡分校的電子工程碩士學(xué)位。

他在加入格芯之前，曾在摩托羅拉、高通、三星、Synaptics 等半導(dǎo)體公司擔(dān)任高級(jí)管理人員；在職業(yè)生涯早期，也曾擔(dān)任麥肯錫公司的顧問(wèn)，以及英特爾的微處理器設(shè)計(jì)工程師。

中芯造芯20年，28nm卡關(guān)多年

中芯國(guó)際成立于 2000 年 4 月 3 日，2020 年剛好滿 20 周年，或許是基于當(dāng)前大環(huán)境的時(shí)機(jī)敏感，公司對(duì)于 20 周年慶這么重大的里程碑并未對(duì)外大張旗鼓地慶祝。

若論中芯國(guó)際參與先進(jìn)制程的技術(shù)競(jìng)賽，算是從 28nm 制程開(kāi)始。

公司大概從 2012 年、2013 年左右就開(kāi)始投入 28nm 技術(shù)研發(fā)。后來(lái)，更找來(lái)高通、比利時(shí)微電子研究中心（imec）助陣，共同參與 28nm 技術(shù)的研發(fā)項(xiàng)目。

為什么當(dāng)年高通要幫助中芯國(guó)際開(kāi)發(fā) 28nm 制程技術(shù)？

有一個(gè)說(shuō)法是當(dāng)時(shí)高通深陷中國(guó)的反壟斷調(diào)查，為了減輕該調(diào)查帶來(lái)的影響，以及維持與中國(guó)之間的友好關(guān)系，促使高通加入中芯國(guó)際的 28nm 研發(fā)項(xiàng)目。

中芯也在 2015 年以 28nm 制程技術(shù)開(kāi)發(fā)出高通的驍龍 410 處理器芯片，這顆是屬于低端手機(jī)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(shù)多年，終于在高通臨門(mén)一腳幫助下，誕生了第一個(gè) 28nm 產(chǎn)品，當(dāng)時(shí)還被業(yè)界解讀為可能“撼動(dòng)臺(tái)積電”的關(guān)鍵性成功一步。

只不過(guò)，最終其 28nm 技術(shù)仍是未大量鋪開(kāi)給各個(gè)客戶，這當(dāng)中包括量產(chǎn)良率等問(wèn)題難以克服，因此中芯的技術(shù)實(shí)力一直在 28nm HKMG 制程上卡關(guān)多年，直到挖角梁孟松來(lái)操刀先進(jìn)制程技術(shù)，才得以突破。

28nm之役，IBM 陣營(yíng)后悔莫及

中芯錯(cuò)過(guò)了 28nm 技術(shù)世代。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，不是中芯錯(cuò)過(guò)，是全球各大半導(dǎo)體廠包括聯(lián)電、格芯、三星等都低估了 28nm 的技術(shù)門(mén)檻，以及當(dāng)時(shí)智能手機(jī)大爆發(fā)所牽動(dòng)到商機(jī)，最后演變成全球 28nm 訂單由臺(tái)積電一家通吃，贏者全拿。

28nm 成為臺(tái)積電史上最成功、最賺錢(qián)的一個(gè)技術(shù)世代。更可以說(shuō)，今天臺(tái)積電可以在 16nm、10nm、7nm、5nm 制程上砸重金投資且不斷超前技術(shù)，也是因?yàn)?28nm 讓臺(tái)積電連續(xù)七年賺的盆滿缽滿。

說(shuō)個(gè)題外話，當(dāng)年臺(tái)積電其實(shí)也沒(méi)想到 28nm 的需求會(huì)這么強(qiáng)。因此，臺(tái)積電最初準(zhǔn)備的 28nm 產(chǎn)能其實(shí)不多，客戶為了搶產(chǎn)能還差一點(diǎn)大打出手，甚至撂狠話要自己蓋晶圓廠來(lái)生產(chǎn)。

前面提及，眾家半導(dǎo)體廠都低估 28nm 的技術(shù)門(mén)檻，其實(shí)這當(dāng)中有一個(gè)關(guān)鍵因素，就是在 28nm 制程世代上，三星、聯(lián)電、格芯都依循著 IBM 的技術(shù)邏輯選擇 Gate-Frst 架構(gòu)，只有英特爾和臺(tái)積電選擇 Gate-Last 架構(gòu)。

當(dāng)時(shí)選擇跟隨 IBM 路線的人認(rèn)為 Gate-First 技術(shù)有 die size 小、成本低，而且比較容易成功，雖然也認(rèn)知到 Gate-First 的應(yīng)用范圍可能會(huì)比較局限。

臺(tái)積電當(dāng)時(shí)認(rèn)為，Gate-Last 和 Gate-First 技術(shù)的光罩層數(shù)差不多，只要嚴(yán)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(guān)，未必 Gate -Last 技術(shù)會(huì)導(dǎo)致 die size 變大。

總結(jié)來(lái)說(shuō)，Gate-First 技術(shù)確實(shí)比 Gate-Last 好做多了，但以最終性能來(lái)看，還是 Gate-Last 技術(shù)比較好。

當(dāng)時(shí)臺(tái)積電的技術(shù)掌舵者，也是現(xiàn)任武漢弘芯首席執(zhí)行官蔣尚義曾說(shuō)，Gate-Last 技術(shù)一定會(huì)獲得最終勝利，發(fā)展到了 20nm 技術(shù)以下，其他選擇 Gate-First 技術(shù)陣營(yíng)的人終將后悔。

此后一語(yǔ)成讖，最后所有半導(dǎo)體廠都放棄 Gate-first 的 28nm 制程，轉(zhuǎn)去做 Gate-Last 技術(shù)。

但已經(jīng)來(lái)不及了，臺(tái)積電早已大量擴(kuò)產(chǎn)掌握先機(jī)，且每年推出一個(gè) 28nm 改良制程，標(biāo)榜低耗更低、die size 更小，且價(jià)格不變，把客戶抓得牢牢的，更把競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手耍得團(tuán)團(tuán)轉(zhuǎn)；自此，28nm 戰(zhàn)役宣告結(jié)束。

中芯擠身全球14nm供應(yīng)商

梁孟松加入中芯國(guó)際后，從 14nm FinFET 制程技術(shù)開(kāi)始追趕。他從 2017 年 10 月加入至今，短短兩年的時(shí)間，中芯已經(jīng)在 2019 年底宣告 14nm 開(kāi)始出貨，小幅度貢獻(xiàn)營(yíng)收。

這宣示對(duì)中芯國(guó)際近年來(lái)淚跡斑斑的先進(jìn)技術(shù)發(fā)展歷程，具有關(guān)鍵性的意義，乃至于在整個(gè)中國(guó)半導(dǎo)體技術(shù)開(kāi)發(fā)史上，都是濃重一筆。

日前，中芯的 14nm FinFET 技術(shù)成功為華為的榮耀手機(jī)打造麒麟 710 芯片。該顆芯片是由海思設(shè)計(jì)，原本是采用臺(tái)積電的 12nm 工藝技術(shù)生產(chǎn)，現(xiàn)在中芯 14nm 也加入供應(yīng)商之列。

只是，中芯與華為的在先進(jìn)制程技術(shù)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(gè)大環(huán)境究竟會(huì)如何發(fā)展與轉(zhuǎn)變，政策是否會(huì)轉(zhuǎn)向，大家都非常關(guān)心。

在中芯的 14nm 技術(shù)上，華為絕對(duì)是非常重要的一個(gè)客戶，但其實(shí)中芯也朝多領(lǐng)域布局，像是業(yè)界傳出比特幣礦機(jī)芯片供應(yīng)商嘉楠科技也是中芯 14nm 的客戶。

根據(jù)問(wèn)芯Voice了解，這其實(shí)非常合理，因?yàn)榈V機(jī)芯片早已取代手機(jī)處理器，成為半導(dǎo)體廠在開(kāi)發(fā)一代先進(jìn)技術(shù)時(shí)的首顆產(chǎn)品；理由很簡(jiǎn)單，礦機(jī)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(jī)芯片總是需要半導(dǎo)體廠最先進(jìn)制程？因?yàn)樵谕诘V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(jī)芯片供應(yīng)商都會(huì)追逐最新的制程技術(shù)，而中芯國(guó)際在發(fā)展 14nm 初期，與礦機(jī)芯片供應(yīng)商合作是很合乎邏輯的。

梁孟松為中芯國(guó)際擘劃的先進(jìn)制程藍(lán)圖，絕對(duì)不止 14nm FinFET 技術(shù)，還有微縮版本 12nm，以及第二代的 FinFET 技術(shù) N+1、N+2 制程。

梁孟松也在投資人會(huì)議中分析，N+1 技術(shù)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(biāo)，其實(shí) N+1 與（意指臺(tái)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(guò)，按照此藍(lán)圖發(fā)展下去，中芯會(huì)遇到的最大難關(guān)是光刻機(jī)大廠 ASML 的極紫外光 EUV 機(jī)臺(tái)無(wú)法運(yùn)到國(guó)內(nèi)。但中芯也解釋?zhuān)�目�?N+1 的先進(jìn)制程規(guī)劃并不需要用到 EUV 機(jī)臺(tái)。

整個(gè)來(lái)看，中芯國(guó)際僅用了短短的 2 年時(shí)間，達(dá)到 14nm FinFET 技術(shù)商用化量產(chǎn)的目標(biāo)，這追趕速度是非常有效率的。

因此，中芯在 14nm 業(yè)務(wù)布局上，延攬新人才加入，也是為了配合未來(lái)先進(jìn)制程技術(shù)要鋪陳開(kāi)來(lái)，不單是技術(shù)，包括行銷(xiāo)、業(yè)務(wù)能力都要到位，才能一條龍地盡情在先進(jìn)制程技術(shù)領(lǐng)域完整發(fā)揮。