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全球1.8納米先進製程大戰加劇 中國半導體穩健突破

2025-05-17 03:55

轉自:中國經營網

本報記者 譚倫 北京報道

全球半導體巨頭圍繞先進製程的爭奪戰愈發激烈。

近日,英特爾新任CEO陳立武宣佈,Intel 18A製程已進入風險試產階段,計劃於年內實現量產。陳立武強調,18A是Intel重回工藝領先的關鍵節點,技術團隊將繼續優化PDK與製程能力,以確保量產交付與客户需求匹配。而其目標對手,正是目前半導體代工界的兩大巨頭——臺積電與三星。

所謂18A,即18埃米(對應1.8納米),是英特爾自2021年啟動「四年五個製程節點」計劃以來,為扭轉其晶圓代工業務表現,重奪工藝製程領先地位而提出的規劃製程,其正式對標的是臺積電與三星的2納米。此前,臺積電和三星均宣佈將在2025年正式投產2納米制程。

而除18A外,英特爾在此前的路線圖中還計劃未來通過14A(1.4納米)節點進一步鞏固領先優勢。而據公開信息,英特爾14A製程將採用高數值孔徑EUV光刻技術,性能功耗比再提升15%—20%。

種種跡象昭示,2025年註定將是決定全球半導體先進製程市場格局的關鍵一年。CHIP中國區實驗室主任羅國昭向《中國經營報》記者表示,對英特爾而言,18A節點的量產是其 「四年五個製程節點」 戰略的重要落子,也將使得全球晶圓代工競爭進入最為白熱化的階段,良率、交付周期與客户策略將成為關鍵變量。

三巨頭風格分化

雖然目標製程相同,但細窺三大巨頭的技術路徑與推進風格,則呈現顯著差異。

根據英特爾官方釋出的信息,其18A工藝採用RibbonFET閘極全環繞晶體管與PowerVia背面供電技術,提升性能與能效,特別針對AI與高性能計算場景優化。在業界看來,這意味着英特爾更押注架構創新,18A製程通過PowerVia技術將電源網絡從芯片正面移至背面,在提升晶體管密度的同時降低功耗,成為業界首個實現背面供電商業化的工藝節點。

在羅國昭看來,這一略顯激進的技術路線,代表英特爾試圖重奪製程霸權的迫切。但英特爾過去三年在20A節點上曾有延迟與產能受限問題,能否按期放量,仍有待市場檢驗。此外,疊加其第二季度虧損與工廠建設推迟的消息,也令市場對其代工業務的長期競爭力存疑。

相比之下,臺積電則堅守傳統工藝優化路線,同時通過SoW-X晶圓級封裝方案將計算性能提升40倍;而在推進方面,臺積電的風格更是始終以「穩」著稱。其2納米工藝將於2025年下半年量產,1.4納米則鎖定2028年。

而客户黏性更是臺積電的核心壁壘。截至目前,蘋果、英偉達等頭部企業已明確將1.8納米訂單優先分配給臺積電,預計2026年,iPhone 18系列將首發其1.8納米工藝的芯片。這種正向循環,也令臺積電在2025年一季度以47億美元代工收入、同比增長7%的業績繼續領跑業界。

三星則介於二者之間。在2023年舉行的代工論壇上,三星公佈了2GAP製程路線圖,計劃於2025年量產2納米制程,並在2027年實現1.4納米制程商業化。

不過,羅國昭指出,三星雖在3納米節點率先採用了GAA(全環繞柵極晶體管技術)晶體管,但其良率問題頻發導致客户流失。這也使得目前三星的2納米工藝量產計劃推迟至2025年。為彌補技術短板,三星正加速佈局先進封裝與存儲芯片協同,試圖以「異構集成」策略來實現對臺積電的趕超。

代工市場格局或生變

隨着英特爾的加入,全球晶圓代工市場格局也在悄然變化。

在半導體市場,先進製程的競爭本質往往來自客户資源的爭奪。綜合各方信息來看,目前英特爾在18A節點上其代工業務吸引了43家潛在客户測試芯片,包括全球Top10芯片設計公司中的7家。英特爾前CEO帕特·基辛格也曾在內部會議上透露,18A已有大額預付款承諾。

因此,隨着18A試量產公佈,英特爾股價近期也隨預期攀升,單周內累計上漲近30%,創下1987年以來最佳表現。

相比之下,臺積電憑藉成熟的工藝生態和蘋果等頭部客户的鎖定,仍佔據先進製程代工市場66%的份額,但其2納米節點面臨英特爾18A的直接競爭,特別是臺積電2納米工藝未集成背面供電,而英特爾18A在相同功耗下性能優勢4%。

三星則試圖通過價格策略和新興市場滲透打破僵局。其2納米工藝報價較臺積電低15%—20%,並鎖定高通、日本PFN等客户。然而,良率問題和技術可靠性依然是其最大的不確定性因素。記者注意到,高通曾嘗試使用三星4納米工藝生產驍龍芯片,但因能效表現不佳轉向臺積電。為彌補短板,三星正加速推進與ARM、新思科技的合作,優化GAA設計工具以縮短客户開發周期。

羅國昭認為,短期來看,GAA晶體管與背面供電將成2納米甚至更先進製程標配,而消費電子與AI芯片正在主導先進製程需求,在此背景下,三星若未能解決良率問題,可能徹底退出第一梯隊。

行業分析機構Gartner預測,到2028年全球1.8nm及更先進製程芯片市場規模將突破300億美元,其中AI芯片和高性能計算佔比超60%。但這一市場的競爭將不僅限於技術參數,供應鏈韌性、成本控制和生態構建能力將成為勝負手。其中,英特爾若能兑現18A量產承諾並吸引頭部客户,有望在2025年后改寫代工市場格局;臺積電需在保持工藝優勢的同時加速封裝技術迭代;三星則需解決良率問題,並強化技術差異化。

中國半導體穩健突圍

就在臺積電、英特爾、三星圍繞1.8納米及2納米先進製程激戰之際,中國半導體產業則選擇了更為穩健的方式突圍。

記者注意到,中芯國際、華虹半導體等中國內地的晶圓代工企業仍主要聚焦28納米及以上成熟工藝。據中芯國際財報數據顯示,2023年其28納米及以上工藝佔營收比重超過90%;儘管其14/12納米產線已有一定出貨,但受限於EDA工具、光刻設備(特別是EUV)等核心環節瓶頸,繼續向7納米以下推進的難度較大。

但這並不代表中國市場無所作為。IDC預計,到2025年,中國內地在全球成熟製程芯片產能中的佔比將達28%;而SEMI(國際半導體產業協會)更在2024年預測稱,到2027年這一數字將有望突破39%。也就是説,全球每三塊成熟製程芯片中就有一塊將在中國內地製造。

羅國昭表示,在過去幾年國家政策扶持與本土需求牽引下,國產半導體企業正將資源集中於28納米及以上成熟工藝的規模化擴產,同時向16/12納米等中端製程推進。儘管與全球先進製程已形成「代差」,但在電動汽車、工業控制、AI邊緣計算等龐大市場的支撐下,中國半導體企業選擇「以穩為先、步步為營」的戰略路線。這場非對稱突圍,或許正是國產芯片產業在地緣風險加劇下的一種更理性方式。

值得注意的是,穩健鞏固市場的同時,我國對先進製程的追趕從未停歇。如中芯國際通過 DUV多重曝光技術,在14納米平臺上實現等效7納米性能的N+1工藝,晶體管密度達1.08 億個/平方毫米,成功應用於特定AI芯片。西安郵電大學研發的氧化鎵材料,功率轉換效率較硅基材料提升 30 倍,為3納米以下製程開闢新路徑。

對此,清華大學教授魏少軍曾評價指出,與其在先進製程的紅海中血拼,不如聚焦架構創新和微系統集成。華泰證券在2024年研報中也曾建議,從國家層面加強「專精特新」芯片的產業支持,如車規MCU、模擬IC、AI邊緣芯片、工業SoC等,推動國產芯片實現技術+生態雙突圍,避免陷入「先進製程幻覺」。

羅國昭表示,半導體制程的追趕非一夕之功,誰能在技術突破、客户鎖定和成本控制之間找到平衡點,誰就能在未來的全球半導體競爭中佔據先機。而對於中國而言,在先進製程 「跟跑」 的同時,探索架構創新和生態重構的 「第三條道路」,或許是實現產業突圍的關鍵所在。

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