中芯国际9月4日宣布：斥资570亿元在上海临港建设新的生产线，月产能10万片，主营28nm及以上芯片代工服务。此举固然呼应了汽车产业缺芯的市场呼声，但也意味着14nm及更高制程布局将要延后。
文/《汽车人》孟华
9月4日，港交所上市的中芯国际（SMIC）突然发公告，宣布两件事：
一是董事长周子学因个人身体原因辞任董事长，保留执董，高永岗代理。此前高永岗为执董、CFO（首席财务官）和董秘。
二是斥资570亿元在上海临港建设新的12英寸晶圆生产线，月产能10万片，主营28nm及以上芯片代工服务。中芯国际股比51%，上海市出资25%，其余为第三方投资（应该已经有备选投资方了）。
两个消息是同一天，但并非一起宣布。午盘后宣布了后者，当天收盘后宣布了前者。显然，中芯国际有意冲淡人事变动带来的股价波动。
上海产能应对汽车缺芯
过去一两年，作为国内芯片代工行业龙头的中芯国际，一直非常活跃。这是过去12个月以来，中芯国际部署的第三次重大产能扩张计划，而且无一例外都和当地政府共同投资。
去年底，中芯国际在北京成立“中芯京城”，斥资500亿元新建12英寸晶圆产能，2024年建成后月产10万片。
今年3月，中芯国际在深圳首建12英寸晶圆产能（中芯南方），月产4万片，2022年生产。有人认为，中芯去年IPO，就是为了给中芯南方募资。
当前，中芯国际的家底（不包括上述新增），可以总计为“3个8英寸、4个12英寸”：上海一座8英寸厂和一座12英寸厂、北京两座12英寸厂、深圳和天津各一座8英寸厂、江阴一座12英寸凸块加工厂。截至2020年底，平均50万片/月（都折算成8英寸）。
中芯国际的新增产能，无一例外都是12英寸、28nm制程。这是为什么？
如果不是汽车芯片需求如今大幅短缺，而且预测未来数年都需求旺盛，上海28nm代工厂项目，可能压根不会上马。
新产能的设备从哪里来
但是，这些项目不是上马就完事了，土建相对好说，设备从哪里来？芯片生产链七大环节（设计、EDA开发环境、晶圆制造、刻蚀、封装、测试、设备）中，最终都要落到设备上。
一条芯片生产线上，有数十种、几百台设备。在中芯国际，海外设备占90%，其中美国设备60%，其余多为日韩设备；国产比例10%左右，都是技术含量较低的扩散炉、清洗机之类。每年中芯国际在美购买的设备和材料达50亿美元。
去年底中芯国际被列入实体清单后，美国半导体设备商阻断了向中芯国际供货。今年3月，美国允许中芯国际获得“成熟工艺的半导体设备”。美国没有明确“成熟工艺”定义，但业内一般默认28nm是成熟制程和先进制程的分野点。也就是说，中芯国际如果扩张28nm生产线，美国大概率不会阻挠。
但是，因为芯片生产和半导体设备的强绑定，先发的美国设备形成事实上垄断，国产设备很难形成系统性突破，只能单点供应或者跑跑龙套。
业内人士称，美国设备商给中芯国际提供的每一台设备，都要单独申请许可证，而拒绝也从不给任何理由。而且，审批流程可能长达半年。设备辗转到手，也可能错过重要订单，构成违约。
今年3月，荷兰阿斯麦（ASML）向中芯国际出口的DUV（深紫外光光刻机）设备也被美国施压，延期交付，尽管DUV比EUV（极紫外光光刻机）落后一代，不能进行7nm芯片生产，仍然被卡。
目前中芯国际的状况是，美国设备被卡，二手设备（主要来自日本）也被卡。后者原因则是商业性的。今年行情太热，以至于卖方搞起拍卖制。
二手设备一般只能用于40nm-65nm产能。而且，软件授权和维护得单独付费。而设备上跑的软件大多数是美国拥有，这样一来，即便买二手，仍绕不过美国许可证。
而当前国产设备上不来，原因是芯片制造向来讲究“定制化”生产，设备本身不是标准供应。每一代技术，都要在特定设备上开发，因此两者充分绑定。
对于国产设备商来说，以前连供应的机会都没有。芯片生产商不会冒着周期风险给国产设备商试错。现在中芯国际被制裁，国产设备商的机会反而来了。据说，上海微电子的刻蚀机，已经用于台积电的5nm生产线，是国产设备中唯一在先进工艺上的应用。
现在中芯国际产能大上马，国产设备商也拿到了订单，一条产线400-500道工序，现在国内厂商在某道工序上已经做到一半的占有率，但整体而言占比仍然很低，饭要一口一口吃。中长期看，中芯国际将重点依靠国产设备。
台积电与大陆半导体业竞合态势
当前，全国汽车产业，包含整车厂商和一级供应商都在指望芯片生产“脱美”化。另有传闻，美国正在排查“在美”与“非美”供应链漏洞。如果禁运28nm产线中的关键设备（并非整体禁运），中芯国际不应该感到奇怪。
此前舆论界有一种看法，认为若想完全“脱美”，只能以8英寸晶圆，生产90nm芯片。而中芯国际领衔的国内代工企业，大建12英寸产能的意图，是点亮“非美”化28nm制程。
其中的关键，就是28nm必须引入FinFET（鳍式场效应晶体管）工艺。目前存疑的是，上海微电子能否提供28nm主力适配设备。如果回到依赖美国设备的老路上，中芯国际投产计划很可能遭遇严重掣肘，三个新厂加起来投资1500亿元左右，且一级供应商客户翘首以盼，不容有失。
当前中芯国际的28nm月产能只有1万片，而台积电南京工厂扩产后月产能为4万片。中芯14nm产能更低，月产能只有3000片。预计FinFET工艺相关设备还是禁运。这意味着即便中芯国际产能扩充到位，也很难满足14nm需求，只能承接台积电做不过来的订单。
有人称整个中芯国际高层（除了周子学、吴金刚等少数人），是台积电的“叛将俱乐部”。从张汝京（中芯国际创始人，被台积电迫使离开中芯国际）开始，台积电打压的态度是一贯的。
如今，台积电虽然拥有大量一级供应商客户，也间接拥有大陆很多整车厂客户，但在对待中芯国际崛起的问题上，台积电与美国政府的立场非常接近。
美国无法全程压制
有意思的是，美国的狙击，集中在12英寸晶圆+14nm芯片产能上。对于更先进的制程，譬如10nm（相当于中芯国际的“N+1”工艺）、7nm、5nm，美国反而没什么发言权，用台韩设备就能解决。譬如台积电手里的7nm工艺，源自美国设备的比例小于10%。
因此，大陆芯片代工企业，包括中芯国际、华虹，此前的目标，都是全力导入7nm、5nm制程。但是美国相应提高了美国技术比例管制的门槛，美国技术比例小于10%也不能避免禁运。
当前，市场需求已经大量转向成熟制程。中芯国际12个月以来连续调整战略，决定先上28nm产能。对国内半导体代工产业战略路线，汽车芯片第一次构成决定性影响。
有很多报道说，中芯国际触及了7nm（其实就是N+1）。研发解决的是有无问题，而投资数百亿元的生产线，则必须讲究持续稳定性。如果只关注前者，就会对中芯国际花上两年的利润，在上海建这么“落后”制程的生产线，感到不解。
我们了解到，中芯国际正在追求更缩微制程的开发，规避美国对14nm工艺设备的钳制。虽然中芯国际的“N+1”工艺，性能上还不如台积电EUV+浸没式7nm制程，但毕竟优于英特尔的10nm。更重要的是，“N+1”实现依赖FinFET，依靠的是国产设备供应商（芯动科技），而非荷兰或者美国供应商。
中芯国际在上海建厂，其调整的出发点，也在于汽车芯片对应的成熟制程工艺，中芯国际更有把握。这么做，固然呼应了汽车产业缺芯的市场呼声，但也意味着14nm及更高制程布局要延后了，突破美国在14nm附近的压制也要延后。再往前发展，美国干预能力将直线下降（毕竟10%的设备更容易替代）。
尽管汽车市场的中期需求，又一次干扰了中企打破技术封锁，不过好消息是，国产设备商开始以“建制规模”加入供应链。如此算来，中芯国际此举，对大陆芯片产业链的整体影响，仍偏于正面。
（文/《汽车人》孟华，部分图片来源：中芯国际、上海微电子官网）【版权声明】本文系《汽车人》独家原创稿件，版权为《汽车人》所有。
