一文读懂：真实的中国芯片产业

人人都听说过摩尔定律，当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。有一段时间，人们说摩尔定律失效了，英特尔自己都做不到了，也有人说实际上IC行业发展比摩尔定律更快了。不论如何，全球半导体企业一直投入巨资研究新的制程工艺，其标志就是集成的半导体元件的线宽。每一次制程工艺的进步，都带来更小的线宽，更小的功耗，更高的工作频率，能够集成更多的元件，有更强的性能。

线宽：注意，1毫米=1000微米=1000000纳米，一千倍的关系。从我对半导体行业有印象的时候开始，半导体行业最先进的制程工艺从几十微米到几微米，再到几百纳米,  130纳米，65纳米，45纳米，28纳米，20纳米，16纳米，14纳米，10纳米，直到今年三星就要量产的7纳米， (中间可能还有个别其它的线宽)。每隔两三年就更新一代， 但是基于这些线宽，各个厂家仍然有不同的工艺技术。 有时候线宽也只是一个商业宣传噱头，因为IC电路上的每一个晶体管都是由多种半导体材料搭建而成，每种材料的形状和线宽都可能不同，厂家选择最窄那个宣传，仿佛水平最高，实际上也许不那么高。比如网上有很多讨论,英特尔的20纳米制程工艺在实际效果上要强于台积电的16纳米制程工艺。所以我们在评价一个IC厂的制程工艺是否先进的时候，线宽是一个重要的参考，但不是唯一的。

晶圆(Wafer)：晶圆是圆柱形的单晶硅切割成的圆形硅薄片，所有的IC都是在晶圆上加工而成的，然后经过切割和封装、测试，就是芯片成品。显然，晶圆越大，能在晶圆上制造的IC就越多，成本就越低。所以在半导体行业发展的近几十年里，晶圆的尺寸不断加大，从4英寸、6英寸、8英寸发展到现在的主流12英寸，未来会有更大的晶圆。原理上讲，用多少纳米线宽的制程工艺和晶圆的尺寸没有必然的联系，7纳米也可以用4英寸晶圆，但实际上IC工厂通常会采用那个时代最大的晶圆来降低成本。

投资和行业：摩尔定律只告诉你了IC工艺如何进步，但没告诉你建造IC工厂的投资如何增长。实际上每一代制程工艺的进步，新建工厂所需投资都大幅度增长。从70年代的几千万美元，到几亿美元，十几亿美元，几十亿美元，上百亿美元，而最近三星，英特尔和台积电投资的7纳米生产厂，投资额都已经超过二百亿美元。这种天价的建设成本带来两种后果：第一，是小国或者新进入IC行业的国家，已经没有经济实力追求最先进的制程工艺了。台湾和韩国都是举政府之力全力支持，并且从几十年前IC工厂所需投资还没那么大的时候就进入行业，经过以厂养厂的良性循环，利用旧工厂的高利润才能撑得起对新厂房的投入。而投入稍微不足，便一步落后步步落后，如今欧洲和日本的IC企业都已经无力再追寻最先进的制程工艺了。全世界最先进的IC制程工艺只掌握在三家公司手中：三星，台积电，英特尔。而目前唯一有可能赶上来的，就是中国。第二个后果，就是如此高价的厂房，靠自家的产品一般都无法填满产能，带来的后果就是自家产品的成本飙升。为了填满产能，摊平成本，所有掌握最先进工艺的厂家都必须为其它公司代工。这就导致了IC行业分化为没有工厂只有设计和市场部门的FABLESS企业，和为其它企业代工生产的FAB公司。台积电是只有代工，没有自己品牌IC产品的。三星和英特尔都有自己品牌的IC产品，但也为其它企业代工。世界上也有一些IC企业，在特定的行业里市场占有率高，而IC工厂的制程工艺并不高，成本也不高，这些企业是不用给别家代工的，自己生产自己设计的IC就够。

（编辑：西安站长网）

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