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7nm芯片 全球仅4家掌握7nm芯片工艺的厂商:中国2家,美国1家,韩国1家

小编 2024-10-06 特殊封装 23 0

全球仅4家掌握7nm芯片工艺的厂商:中国2家,美国1家,韩国1家

文/编辑:麒阁史观

本文陈述所有内容皆有可靠信息来源赘述在文章结尾

在当今以科技为主导的时代,芯片产业无疑成为了全球科技领域里的核心竞争焦点 ,近年来全球仅有4家企业能够独揽7nm芯片工艺。

其中美国有1家、韩国1家,而中国独占两家 ,这些企业的背后隐藏着科技实力与国家竞争力的较量。

那么,这四家企业到底谁?能在芯片制造方面独步全球,又有着怎样的优势?

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芯片制造门槛有多高?

7nm芯片 已经成为了当今世界的主流芯片,我们日常生活中使用的手机、电脑,很多都是7nm芯片,其中“nm”指的是纳米,而芯片普遍都是用纳米为单位。

虽然芯片只有几纳米的大小,但它却将高精尖科技技术集于一体,它作用非凡、应用广泛,是信息产业的核心基石。

从上世纪50年代末发明集成电路以来,芯片的集成度就一直遵循摩尔定律迅速发展 ,平均每隔18个月就提高一倍,半个世纪以来芯片的性能和复杂程度提高了5000万倍。

甚至尺寸更是缩减到了头发丝直径的万分之一,即便如此,芯片产业依旧发展迅速 ,想要成立一家芯片制造公司,几乎会用到整个国家的所有顶尖科技。

一条芯片制造生产线大约涉及到50多个行业,一般要经过2000到5000多道工艺流程 ,而且制造过程也是相当复杂,而且还用到最新见的7nm纳米极紫外光刻机,目前只有荷兰的阿斯麦能够生产最先进的光刻机。

前期投入大,后期还要靠人力、物力、财力去维持芯片产业的运营,比如美国的英特尔公司,每年在芯片的研发费用超过了百亿美元,有超过5万名工程师。

美国芯片巨头

在芯片领域里,美国和欧洲的发达国家一直都处于世界领先的地位,而美国的英特尔堪称世界最大的芯片公司之一, 它的产业规模也比其他三家公司加起来都比不过它。

英特尔的市值更是常年称霸美国科技企业榜前5名,作为全球最大的半导体制造商之一,英特尔在制造和设计方面取得了重要成就,其品牌优势和技术在全球都有着强大影响力。

在7nm芯片领域里,也有着较强的竞争力,虽然他们在7nm工艺上稍逊落后,但凭借着美国政府强大的资金支持,足以赶超技术上的差距。

在今年的3月20日,美国政府宣布为美国芯片公司英特尔提供195亿美元的补贴 ,其中包括85亿美元的直接资金以及110亿美元的贷款,这也是为了美国芯片企业能够提升美国半导体芯片产量的最大一笔资金支持。

英特尔还在当月发布了未来的宏伟计划,他们要在2026-2027年,英特尔1.4/1nm 将先后分别投产,美国的半导体发展,离开科技与资金的支持,从而保住全球科技产业领先的地位,而其他国家的芯片公司又有那些呢?

韩国芯片产业

三星作为韩国的支柱企业 ,它不仅生产手机同时在芯片市场上也有较强的竞争力,三星不仅能够生产7nm工艺芯片,同时还能生产更先进的5nm工艺芯片。

早在去年7月份,三星电子就已经完成了其5nm制程和7nm制程技术的合计稼动率已达到90%,再次证明了三星在半导体制造领域的技术实力。

三星电子甚至计划在2025年正式启动2nm的芯片量产工作 ,甚至在2027年前后将目光放到更先进的1.4nm芯片,力求在芯片领域有更强的竞争优势。

之前手机高端芯片高通骁龙888和骁龙8 Gen1都是由三星代工负责生产,不过由于产品质量不行,最终将生产权移交给了台积电,而台积电无疑是三星在芯片领域里最大的竞争对手。

中国两家芯片企业

台积电 是全名为“台湾积体电路制造股份有限公司”,是中国台湾省的一家芯片生产企业,在全球高端芯片市场中,台积电始终占据大量份额,就连三星和英特尔也不是它的对手。

有关7nm芯片的生产,台积电早在2017年1月就已经开始生产有关iPhone和iPad生产7nm芯片。

直到现在,台积电已经具备生产5nm和3nm的制作工艺,冰冻三尺非一日之寒,台积电能够取得今天的成就,绝非偶然。

台积电的创始人张忠谋在创办企业时,曾每天至少花两个小时在“有目标、有纪律、有计划的学习上 ,只有了解行业的最前沿技术才能让企业连续几十年的时间都赶在潮流上。

1987年台积电成立,并吃到了20世纪90年代个人电脑时代红利,不仅累积到大量的利润和资金实力,同时也通过服务客户紧跟先进的技术。

1995年台积电更是营收10亿美元,研发费用每年都保持在8%以上 ,台积电在全球晶圆代工市场纵横30多年,并且拥有多元化且稳定性的客户群,以及相当成熟的供应链系统。

这些优势令台积电在快速提升成品率、降低生产成本和缩短新工艺研发周期等方面的能力暂时无人可比。

在去年台积电几乎占据了全球晶圆代工的六成份额,毫无疑问台积电已经成为了当今世界最成功、最大的代工厂商,除了台积电外,中国还有一家芯片企业能够生产7nm芯片。

从中国制造到中国智造

除了台积电外,另一家具备生产7nm芯片企业就是“中芯国际” ,回顾中芯国际的发展历程,可谓是十分艰难。

中芯国际的发展壮大历程可以追溯到成立支出,作为中国第一家芯片代工企业,中芯国际从一开始就承载着推动中国半导体产业的发展重任。

中芯国际始终肩负着中国芯片的重任,是国产芯片的希望 ,也是中国大陆芯片先进制程的唯一开拓者,已量产的14nm麒麟710A处理器是由中芯国际生产的。

外界对于中芯国际的关注程度很高,国人无论对华为还是国内芯片产业,都充满了期待,尤其是美国为首的西方国家限制对华高端芯片进口后,更期待中芯国际能够制造出高端芯片。

美国在芯片领域里遏制中国发展,又在一定程度上刺激了中国半导体产业发展,芯片产业链主要分为“设计、制造和封装测试”三个环节 ,我国芯片在封装领域里有较强的竞争力、芯片的设计水平也处于世界领先。

而在芯片制造上有不小差距,但已在努力追赶,芯片上游设计主要以华为海思为主,下游的封装环节,中国企业主要有长电科技、通富微电、华天科技等,它们都是全球顶尖水平。

门槛最高的就是中游的制造环节了,其中国内最具代表性的企业就是“中芯国际”了。

中芯国际在半导体的领域里怕,凭借着先进的制造工艺率先将芯片制造达到了14nm ,并在7nm工艺上取得重大突破。

同时中芯国际在全球的市场的市场份额有6%,高于2023年的5%,超于了格芯、联华电子成为全球第三大的芯片代工生产企业。

中芯国际的市场份额仅次于台积电和三星电子,中芯国际生产的芯片主要被用于汽车、智能手机、计算机和物联网技术等领域 ,受益于国内应用需求的恢复,中芯国际一季度的业绩更是超出市场预期。

一辆智能电动汽车的芯片需求极高,2020年时,由于美国对中国半导体的封锁,再加上疫情影响,导致“芯片荒”席卷全球,多个行业都受到影响。

这次芯片危机中,也让人们看到了芯片的重要性,一场芯片危机,把机与危的辩证法诠释得淋漓尽致。中国芯片制造业强势崛起。2020年到2023年短短三年内,汽车芯片供应商猛增到300多家。

中国芯片的崛起,见证了从小到多,从少到全的过程, 中国拥有超大的市场规模,尤其是智能手机和新能源汽车领域,我们必须要将芯片技术牢牢掌握在自己手中,只有自己有足够的实力,才能在市场上有足够的话语权。

芯片产业的竞争是全球化的竞争,未来随着人工智能、AI领域的不断发展,芯片的性能和产能将大大提升,这将为芯片产业带来前所未有的机遇和发展。

随着中国集成电路产业在全球市场上的不断壮大,参与全球市场的竞争也将日益加剧。中国还将在全球半导体产业的发展中发挥举足轻重的作用,中国科技企业应答加大“芯片国产”的目标,这不仅可以提高中国科技实力和经济竞争力,同时也能让中国在世界科技竞争中获得新的机会和挑战。

参考信息

央广网2017-01-04《曝台积电为新iPhone和iPad生产7nm芯片》

证卷市场周刊2024-03-15《台积电在高端制造上的胜出之道》

华尔街见闻2024-03-07《赛道Hyper|英特尔基辛格:2030年超越三星》

深圳电子商会2023-07-14《三星晶圆代工的5nm制程、7nm制程合计稼动率达90%》

中国财经2021-07-01《从制造到智造:见证中国奇迹》

浙江国防科技工业网2023-01-03《国防科普“加油站 (49)芯片研发究竟有多难?》

全球仅4家掌握7nm芯片工艺的厂商,中国2家,美国1家,韩国1家

导语

“全球仅有4家企业掌握7nm芯片工艺,其中我国就有2家——台积电和中芯…”

生产一个芯片所需的时间并不算长,但可掌握制备这块芯片的权利,却不是每个企业都可以,从材料的制备到刻蚀,中间需要经过上百道工艺。

那么一个芯片的质量以及性能都与制造工艺有着千丝万缕的联系,因而7nm的芯片工艺也被众多企业视为高科技行业的“标志”之一。

然而就在最近,美国商务部宣布将针对两家企业进行实体清单的制裁,分别是中芯、长江存储,这也让芯片行业开始陷入一片沉寂。

但芯片行业的竞争与交流本就是十分频繁的,尤其是这有四大巨头存在的时候,他们就是:台积电(我国台湾的企业)、中芯、三星电子、微子奈特公司。

这四家企业中就有两个我国的,而其中市场份额最大的就是我国的台积电,那么这其中的中芯又是怎么占据我国其中一个席位的呢?

又是如何和其他几家比拼这么大的?

掌握7nm工艺的大佬——台积电。

当说起的芯片制造工艺,相信很多人都不会陌生,它是用来表示一块芯片中晶体管的个数,同样还代表着这一块芯片的密度,接下来还会有5nm以及3nm的工艺。

但是这个数值并不是单纯的晶管数,只是对晶管的半径大致做一个描述,在20世纪70年代,MOSFET晶体管被制备出来,并且成功应用于工业领域。

在20世纪80年代逐渐将原子层沉积(ALD)和化学气相沉积(CVD)技术进行应用上去,这样就大大的把晶体管线宽缩小了一大截,且不仅如此,晶体管的电流与电压成正比。

由于当时的作用,只有将晶管的偏压显著提高了以后,我们才能够减少在通道中电子的流失,同时还可以提供一个更好的开关效果。

实现小型化的晶体管具备这样的优点是使得CPU的制造工艺也跟随着这样的优点前行,同时还使CPU制造的成本也大大的降低。

所以7nm的技术是一种非常独特的指标认定,它们可以指代芯片的线宽宽度,这也是7nm最直观的一种表现,目前在全球范围内可以掌握7nm工艺的厂商就只有5家,但是可以投产的就非常的少了。

这就更显得制备7nm芯片的难度,而我国的台积电就是芯片行业的巨头,握有56%的市场份额,更是挤掉了英伟达(GPU)、高通(移动处理器芯片)等出货量很大的厂商。

而引来这一现象的原因就是台积电7nm以上的芯片制造工艺已经实现,除了5nm的芯片生产线之外,还拥有上百套的6nm的。

并且已经开始商业化的生产芯片。

台积电的市场份额可以说是名副其实的全球第一大芯片公司,就在不久前,7月份会议上,着名的制造商亘思科技也宣布将把重点放在台积电上。

并将多数的芯片生产线交由台积电,这样一来,便使芯片行业的“老大”之位越发的挺立。

台积电不仅在芯片工艺上非常强悍,而且在全球芯片进出口领域占据绝对的主导地位,尤其是中国大陆地区的。

甚至就连代工芯片的市场份额也非常的高,可以说是全球半导体的一匹黑马。

掌握7nm工艺的大佬——中芯国际。

中芯国际是我国内地的一家企业,拥有比较不错的市场份额,在全球倍受推崇,主要是从台积电处引进并制备14nm的工艺。

并开始商业化的生产7nm的芯片,但和台积电、三星电子之间还是有着不小的差距,至于差距究竟在哪?

中芯国际在7nm工艺方面并没有形成盈利,主要还是应用方面的盈利,这样一来就会使相较其它企业的7nm工艺在价格上更加有优势,这就带来了更强的竞争力。

这其实也是中芯所想要达到的目的,它不仅会刻意的对7nm工艺进行低价出货,甚至是商业化生产的时候,会再将所生产的成本上浮一些,刻意的对价格进行压低。

这样一来中芯所生产出来的产品会比较有吸引力,从而可以减低成本,增加应用,扩大销售,而随着市场上中芯生产的芯片不断的增加,7nm工艺的投入产出也就会越来越高。

三星电子也是世界500强的企业,它在全球DRAM和NAND Flash市场占据第一,因而三星的市值与台积电诚然存在一定的差距,但三星电子位列预计第一位。

目前三星电子已经进军到2nm的领域,不管是哪一类的最新工艺,都是世界最领先的。

在5nm的工艺方面,三星电子所投入的资金与海思之间差距也非常的大,他们的投入可谓是非常的庞大。

而且更显得三星电子在工艺上投入的更多,所以他们在R&D方面和资金的投入要么是更领先的,要么就是更加良好的盈利能力上。

并且英特尔已经实现7nm的工艺,并且加大在5nm的领域的投入。

在英特尔看来,此次投资的目的是为了在3年左右的时间内,增加4座超大型晶圆厂,并通过掌握先进的工艺来提升其竞争力,进一步的加强英特尔在芯片方面的地位。

在这四家企业之间的合作也是十分密切的,无论是芯片技术方面,还是行业标准制定方面,他们之间形成了合力。

结合我国的中芯国际。

众所周知,芯片是现在产业发展的基础,当在现代化战争时,掌握芯片工艺技术的国家,可以说就占据了先机,我国也开始往这方面发起突破。

但在当下的我国并没有一家掌握7nm的企业,只有中芯这一家企业在7nm还是高通、英特尔进行进行代工,可以说我国芯片行业是刚刚起步的。

但和中芯相比,台积电在14nm的工艺上,就远远强于中芯,所以在7nm的工艺上,台积电可以说是技高一等,但是中芯在7nm领域上主要还是为了我国的信息安全。

我国也不断的加强对于中芯国际的支持,例如:研发费用以及税收等,而且在我国还有着长电集团和盛弘微电这些公司也在承担着不小的任务。

同时在2020年,我国对于芯片产业投入了4000亿人民币,并且在投入研发上,中芯也在不断的加大力度,此外在国家层面上,也在不断的出台各种政策。

结语

在我国方面也是在进行不断的研发,但是在商业化方面还需要更加的努力,中芯国际虽然距离7nm的领域还有着很大的差距,但是它不断的在逼近,要想更好的发展,还需要更多的合作。

对于进军7nm的领域,同时在工艺方面还需要加大研发投入,向着更加先进的方向去发展,因为不仅有台积电这样的强大对手,更有中芯、英特尔等企业的竞争存在。

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