美国施压，台积电南京厂28nm线扩产受阻？台积电最新回应来了
图：来自台积电
台积电的最新季报显示，5纳米制程晶圆出货量占据了总晶圆营收的18%，7纳米制程晶圆出货量占据了总晶圆营收的31%，先进制程(7纳米和更先进制程)晶圆占据了总晶圆营收的49%，28nm营收占据总晶圆营收的11%。
图：来自台积电
此前《电子时报》报道指出，美国已经对台积电施加压力，敦促台积电不要扩建旗下位于中国南京的芯片代工厂。台积电这次在法说会上直接表态，发言人强调会进一步扩大在南京的28nm产线，以满足客户的迫切需求，计划2022年下半年开始量产，2023年达到每月4万片的规模。
台积电在南京扩厂，每月会分掉2万片的市场份额对本土晶圆厂基本上没有影响，还为国内找不到流片渠道的IC设计公司提供流片机会。为何28nm制程如此重要？在国内持续推进28nm国产化进程时，台积电推进大陆建厂主要背景是怎样的？本文进行详细解读。
28nm产线为何重要？
芯片制造是一个高度复杂的过程，需要数年积累的技能和专业知识。在生产 28nm 和 14nm 芯片等较小的芯片时更是这样。相比较 40nm制程，28nm 技术带来了更好的优势。台积电称与40nm工艺相比，28nm工艺的芯片密度达到了后者的2倍，SRAM的面积则可以减少50%。新材料新技术的应用使得28nm工艺的速度比40nm工艺提高了45%。考虑到这些成本和技术因素，28nm工艺有望成为未来几年的中端主流工艺节点。
图表来自台积电官网
2011年，台积电28nm制程开始量产，领先竞争对手3~5年，营收占比只用了一年时间就从2%爬升到了22%。28nm为台积电奠定了基础，台积电在晶圆代工市场的市占率也从2009年的45%提高到了52%以上。台积电28nm制程支持广泛的应用，包括中央处理器 (CPU)、图形处理器 (GPU)、高速网络芯片、智能手机、应用处理器 (AP)、平板电脑、家庭娱乐、消费电子、汽车和物联网。
台积电资料显示，其业界领先的28nm制程技术主要采用High-k Metal Gate (HKMG) 后栅极技术。与先栅极技术相比，后栅极技术提供更多优势，包括更低的漏电流和更好的芯片性能。
相比之下，中国内地的芯片代工厂在28nm制程突破在4年之后，中芯国际在2013年第四季度实现28nm开发，在2015年才量产28nm制程，并于2018年宣布完成28nm HKMG的研发，这是大陆首家实现了28nm工艺的量产。从中芯国际2020年39.1亿美元的营收计算，只能提供约4亿多美元的28nm及其以下产能，月产能大概在一万片左右。
据行业数据显示，全球28nm市场在百亿美元左右，台积电代工产能就占据一半以上，其2020年来自28nm的营收高达48亿美元。在耕耘十余年之后，台积电拥有多个面向不同需求不同应用的工艺平台，为其在成本和产能上都带来了巨大的优势。
早在车用芯片客户与多国政府争抢产能之前，台积电早已看好28纳米工艺抢手情况，在掌握多家客户与长约大单后，宣布在南京增强28纳米成熟工艺产能，2022年下半开始量产，2023年中完成4万片月产能建置，订单来自中国等全球客户。
车用芯片、图像传感器芯片、OLED驱动芯片多采用成熟制程，28nm堪当重任
根据Garter预测，2021年全球半导体市场将达到5451亿美元规模，其中车用半导体将达到499亿美元的规模，车用半导体的成长率将达到28.9%。目前在车用半导体市场，MCU用量最大，国内车规级MCU主要以NXP、瑞萨、英飞凌、微芯等传统国际汽车半导体大厂为主，CR4达到79%。国产化率达到5%。瑞萨是全球最大的车用MCU供应商，其28nm MCU芯片采用外部代工模式，订单为台积电独揽。
数据来自Gartner，图表来自台湾工业研究院
目前全球经历车规级MCU缺货潮。产能受到排挤影响最显著的有12英寸厂的车用微控制器（MCU）与CMOS图像传感器（CIS），其中28nm、45nm与65nm节点产能最为紧缺。据TrendForce调查显示，2020年28nm及以上制程的产品线更加广泛，包括CMOS图像传感器、小尺寸面板驱动IC、射频元件、电视系统单芯片、WiFi及蓝牙芯片等众多需求增长。
全球主要芯片代工厂在关键节点量产时间表
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根据公开资料制图
台积电最新表示，28nm的eFlash是台积电最新的嵌入式存储器的节点，随着28nm工艺的持续改进，28nm制程的传感器也已经出现。还有在OLED驱动芯片当中，在高分辨率、低功耗等趋势带动下，台积电工厂拥有28HV和40HV两种技术。中芯国际的28nm工艺技术主要服务于手机SOC芯片、IoT、数字电视等领域的终端客户。
上海集成电路产业投资基金董事长沈伟国对记者表示，台积电每一代先进制程的攻克，都伴随着ASML、泛林半导体等上游设备厂商更先进节点的技术突破，设备厂与代工厂之间联合研发，联动创新的模式是集成电路行业的永恒旋律。这一点也是目前国产化28nm的主要痛点。
从全球晶圆代工厂Fab数据来看，除了台积电引领先进工艺的高毛利，其他晶圆厂营收都主要来自于稳定成熟的工艺，在这些代工厂中，联电、格芯、中芯国际等在28nm上都有稳定性提升以及各种新产品的导入来满足不同场景。
随着全球车用半导体芯片需求大增，台积电也在欧盟与德国力邀下，开始评估在德国设厂的初步方案，暂定是12/16纳米工艺，主要客户包括恩智浦(NXP)、安森美(On-Semi)与英飞凌(Infineon)等大厂，其中，NXP出货规模不断增强下，近期已陆续与联电签下28nm长约。
今年，中国本土芯片厂商也在持续推进国产28nm产线建设。“一旦28nm在中国实现国产化，很多下游应用产业将能够实现芯片自力更生。这也将能够满足手机以外的大多数电子产品的需求。中国工程院院士倪光南博士最近在接受中国媒体采访时表示，这对于芯片产业链上的中国本土企业来说将是一个非常好的机会。
在6月初的2021技术论坛上，台积电曾经强调，未来3年1000亿美元投资，绝对符合客户需求，过去台积电是稳健扩产，现在要以5倍的速度来建厂扩产。7月15日的法说会上，台积电坚定以客户需求为导向，提升28nm产线的产能。
路透社最新分析，在全球汽车芯片缺货的形势下，台积电持续扩产为缓解汽车芯片供应紧缺带来希望。台积电在分析师电话会议上表示，从本季度开始，其客户的汽车芯片短缺将逐渐减少，但预计整体半导体产能紧张可能会延续到明年。
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