（電子發燒友網報道 文/章鷹）2月16日，美國半導體協會SIA最新數據顯示，2021年全球半導體銷售達到創紀錄的5559億美元，同比增長26.2%。中國仍然是最大的半導體市場，2021年的銷售額總額為1925億美元。同比增長27.1%，超過任何其他市場。在不少芯片大廠CEO眼里，中國是全球最大的芯片消費市場，也是最大的芯片進口國，每年全球芯片總產量的一半以上都流向中國。

圖片來自SIA

Garnter研究副總裁盛凌海對媒體表示，“當前市場已經由全面缺貨轉向局部缺貨。”他指出，當前5G手機芯片已經不存在缺貨現象，28nm工藝芯片產能也逐漸能夠跟上市場需求。從當前市場上芯片缺貨的類型來看，包括PC、服務器、汽車、工業在內的多個領域還存在缺貨，但缺貨程度相較于2021年已經好轉。

2月9日，據臺灣媒體報道，業內消息人士透露，隨著需求持續超出供應，WiFi核心芯片的供應緊張狀況預計在2022年不會明顯緩解，盡管供應商正在尋求代工合作伙伴的更多產能支持，但是交付期將持續維持較長狀態。WiFi6/6E核心芯片大多采用28nm工藝制造。這是目前最受歡迎的制程節點，但供應非常有限。在2023年更多新的28nm產能上線前，WiFi核心芯片的短缺預計不會得到改善。

28nm制程在業內使用已經超過10年，近年臺積電、聯電、中芯國際、力積電等都在28nm節點擴充產能。圍繞28nm制程，為何受到青睞？今后擴充產能，能否解決缺芯的困境？未來擴充產能到位后，會否造成產能過剩？為了解產業具體的情況，筆者采訪廣東半導體協會常務副會長呂建新和業內專業人士，來解讀28nm制程的最新進展。

28nm制程節點發展史和應用場景拓展

28nm制程是臺積電在2011年率先開始量產。開啟就具備學霸體制，這個制程是臺積電發展史上賺錢最多，稱霸時間最多的一個制程時代。2011年，高通、AMD、英偉達就率先應用了28nm制程。GPU、圖形處理器芯片都開始使用這個制程。產品性能得到很大提升，這些公司賺錢很快，從此，一發不可收拾。

圖：臺積電工藝制程演進圖，圖片來自臺積電官網

廣東半導體協會常務副會長呂建新對記者表示，28nm是中國受卡脖子中影響程度小的制程，以中芯國際為例，這家公司28納米技術于2013年第四季度推出，2015年開始進行28nm制程量產，并于2018年宣布完成28nm HKMG的研發，這也是中國大陸首個能夠量產28nm工藝的企業。這個制程對于國內晶圓代工廠來說，他們有相對成熟經驗。目前國內擴產也是以28nm為主。

呂建新分析說：“28nm對于中國大陸晶圓廠具有戰略意義。因為一些關鍵材料、設備受到地緣政治的因素，中國在14nm、7nm、5nm等高端制程上實現的概率低，28nm工藝是國內擴產比較好的一個制程節點。第二，目前28nm在行業應用的成熟程度，包括價格、良率和效率都被行業看好，比較40nm、55nm的利潤率相對高的，28nm在在性能和成本之間達到了平衡，可以說是目前晶圓工藝中最具性價比和最為主流的工藝了。三、除了高端消費電子（手機SoC、電腦芯片、數據中心高端芯片）外，28nm制程的芯片在絕大多數的應用領域是足夠的。

業內專家對記者透露：28nm成為成熟制程的主流工藝節點，一個來自市場需求，28nm不僅僅是邏輯工藝，衍生出許多特色工藝。比如28HP，低功耗的28LP，高性能、低功耗的28HPL，高性能運算工藝28HPM。材料上也有更多選擇，甚至有晶圓廠開出FDSOI工藝，28nm不是一個工藝，而是一個家族，可以對應不同的應用需求。越是成熟、越是主流的工藝平臺，都具有非常好的應用前景。

二是來自技術驅動，28nm的下一個制程22nm，業內都采用了華人科學家胡正明先生發明的FinFET這個結構。22nm的工藝，基于High-K(高K)柵電介質+Metal Gate，實現了在增加管線控制的同時減少漏電。目前多家芯片設計公司和主流代工廠都在投入巨資進入28納米，進行工藝的擴展和研發。

三是從投資角度，目前很多產品都在往28nm遷移，例如，顯示驅動芯片，顯示驅動芯片是一個很大的市場，而且每年還在高速增長，消化晶圓廠很大一部分產能。特別是一些復雜的MCU，也開始用28nm工藝，所以28nm制程的芯片產品越來越多。

半導體行業的共識是， 28nm 芯片被視為集成電路制造能力的低端和高端之間的橋梁。除了 CPU、GPU 和 AI 芯片需要相對較高的功耗外，大多數工業級芯片組使用 28nm 或更高的芯片組，28nm制程工藝的芯片用于包括電視在內的廣泛產品中，空調、汽車、高鐵、工業機器人、電梯、醫療設備、智能手環、無人機。行業觀察家預計，中國今年將在28nm 制造方面實現自給自足，為增加 14nm 芯片的產量鋪平道路。

五大晶圓廠28nm擴產 三大條件成為產能落地關鍵

目前全球芯片代工廠商，可以分為三個級別，第一級別是兩家代工頂級廠商臺積電、三星，技術達到了5nm，今年進入3nm。第二級別是聯電、格芯、中芯國際，技術達到14nm；第三級別是華虹、力積電等廠商，技術還只達到了28nm。目前，臺積電、三星積極爭搶先進制程的訂單，擴產也是以7nm、5nm等先進制程為主；聯電、格芯和中芯國際，主力爭搶14-90nm訂單，擴產是以28nm為主，第三級則工藝更成熟一些，爭搶90nm以上的訂單。

據Omdia數據顯示，2013年是28nm制程的普及年，2015~2016年間，28nm工藝開始大規模用于手機應用處理器和基帶。隨著技術的成熟，28nm工藝產品市場需求量呈現爆發式增長態勢，并且這種高增長態勢持續到2017年。

正因為當時的28nm太過“誘人”，引得眾多廠商加碼布局。到了2018年，媒體報道紛紛表示，全球28nm呈現產能過剩格局，臺積電、聯電等都面臨產能過剩的危機。甚至，臺積電在回顧2018年Q3業績時曾表示，28nm目前全球產能過剩問題嚴重，未來幾年都將處于供給過剩的情況。此后，28nm產能開始下降。

2021年以來，隨著新冠疫情導致“宅經濟”推進，全球平板電腦、5G手機、PC等消費電子和云服務需求猛增，新能源汽車對芯片的需求比傳統汽車高3-4倍，多樣化芯片需求帶來了全球的芯片的短缺。芯片代工廠的產能跟不上迅猛增長的需求。

為應對芯片供應短缺問題，芯片制造商正在積極提升產能，2021年，全球晶圓出貨量同比增長了14%。目前，芯片制造商著重解決尖端芯片的短缺問題，美國咨詢公司麥肯錫的數據顯示，2021年，使用40nm技術等老技術的芯片產能提升了4%，使用28nm技術等新技術的芯片產能提升了13%。

全球28nm產能擴充圖

圖：電子發燒友根據公開資料制圖

28nm制程擴產，晶圓廠要解決三大關鍵問題：資金、客戶和半導體設備的供應情況。

從去年下半年開始，芯片代工廠新建廠房流行綁定IC客戶長約，以免新產能開出后，萬一大環境供過于求會無人認領產能。此種模式的好處主要有兩點：一是緩解芯片代工廠擴產的資金壓力，二是可以綁定客戶獲得穩定的訂單，不用擔心產能閑置；對合作的IC設計客戶也是一件大有裨益的事情，能以穩定的價格確保未來產能的供應。

臺積電在2022年提出資本投資400億美元的計劃，除了在2nm、3nm、5nm和7nm的產能擴充外，臺積電在日本熊本設立的28nm的12寸廠有索尼等大客戶一起擴產，預計將在2024年底開始生產。此外，臺積電有望于2022年下半年開始在其南京工廠提供28nm制造服務。臺積電還計劃在中國臺灣高雄建立新工廠，其中將設立額外的7nm和28nm芯片生產線，計劃于2024年投產。

聯電拿出30多億美元擴產。聯電指出，28nm制程產能的長期合約綁約率高達80%，即使28nm市場轉為供給過剩，公司受到影響有限。其合約客戶包括高通、三星電子、聯發科、聯詠、瑞昱、奇景、奕力、群聯。

國內芯片代工大廠——中芯國際今年50億美元的資本支出計劃，在12寸晶圓廠擴產方面，中芯國際同步啟動上海臨港、北京和深圳三弟的新廠項目擴建。公司CEO趙海軍表示，新建設的產能中，只有保留少量是鎖定發展中的潛力客戶，其他產能都已經協商好是什么平臺、技術和價位。公司也簽訂了一些長期合約LTA，并且收預付款，在客戶上，中芯國際會優先與頭部客戶綁定。

擴產當中還有一個掣肘就是半導體設備的交期。設備交易過長導致28nm擴產緩慢。據半導體設備廠商指出，目前熱門的28nm等制程相關設備交期未見縮短，供貨商少或是精密先進制程設備交期也長，訂單都是1年前就要一次下足，如ASML的獨家EUV設備，至少要提前2~3年就要預訂，現只能積極備庫存，優化相關流程，全力縮減工作時程因應。

目前28nm工藝平臺未來10年都有巨大的市場需求。一部手機可能用到100多顆芯片，一輛汽車可能要用到1000多顆芯片，但不是所有的芯片像處理器一樣要求又快又薄，要用到最先進的工藝，大部分的應用端芯片只需要成熟工藝，所以具有性價比優勢的28nm工藝會一直存在。

警示！28nm芯片未來可能供過于求？

目前芯片的設計成本不斷上升，資料顯示，28nm芯片的平均設計成本約為3000萬美元，16nm /14nm芯片約8000萬美元，設計7nm芯片則需要2.71億美元，高昂的費用致使只有少數IC設計公司能負擔得起轉向高級節點的費用。

廣東半導體協會常務副會長呂建新對記者表示，半導體領域從誕生以來就是一個周期性循環的產業，全球主要的五大晶圓廠擴產28nm，擴產之后的過剩是必然的。中國的半導體產業和中國電子信息產業正處于一個黃金發展機遇期，國產28nm芯片的產能目前還無法支撐國內市場需求，解決芯片短缺問題，一個可持續的出路就是擴充產能。他特別強調，這一輪全球晶圓廠商擴產，臺積電、三星、歐洲芯片公司擴產以14nm之下的先進制程為主，中國晶圓廠是以28nm及以上的成熟制程擴產為主?？紤]其龐大的市場需求量，相對而言，中國市場芯片過剩問題會比其他市場少一些。

近期，聯電共同總經理王石（Jason Wang）對媒體表示，28nm工藝細分市場可能會在2023年之后出現供過于求的情況?！案鶕嫉漠a能擴張計劃，我們確實認為28nm的供過于求情況將在2023年之后發生。但我們仍然認為，供過于求的情況將是溫和的?！?br />

中芯國際CEO趙海軍最近對媒體表示，市場擔心的潛在28nm產能過剩問題，可以從兩個方面思考：第一、過去沒有建置過多產能，現在公司的擴產不會動搖到整個市場變成供過于求；第二，產業轉移?，F在很多客戶是和系統、整機綁在一起驗貨。換個角度，有一大部分的零組件要求一定要在中國生產，因此未來可能會出現，有些區域確實會有供過于求，有些區域產能不夠。

小結：

進入5G通信時代，各種通訊基站及設施，80%以上的芯片用量，都可以由28nm及以上制程來完成，今年熱潮的汽車電子，大部分的芯片用量也是來自14nm甚至28nm以上的技術，加上IoT市場的快速增長，28nm制程可以滿足大部分需求。

如果說，28nm的第一次熱潮是2013年到2018年，那么以2021年開啟的新半導體周期中，未來5年將有三家馬車驅動，5G、IoT、汽車電子都將驅動28nm芯片的應用爆發，所以當起始于去年擴產的28nm產能在2023年到2024年逐步到位后， 2026年可能是這個甜蜜期的結束點。

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