中芯遇对手：厦门联芯试产28纳米HKMG工艺良率98%

shuszhao

就在中芯半导体大力推广 28 纳米节点工艺的同时，2017 年就有外媒点名指出，虽然中芯的 28 纳米处于快速成长阶段，但从产品规格来分析，其多偏向中低端的 28 纳米 Ploy/SiON 技术，高端的 28 纳米 HKMG 工艺良率一直不如预期……

随着 28 纳米 Poly/SiON 工艺技术成功量产，再加上 2018 年 2 月成功试产客户采用 28 纳米 High-K/Metal Gate（HKMG）工艺技术的产品，试产良率高达 98% 之后，厦门联芯在 28 纳米节点上的技术快速成熟。这相对于当前代表中国晶圆代工龙头的中芯，在 28 纳米 HKMG 工艺良率一直不如预期的情况下，如果中芯新任联席首席CEO梁孟松无法改善这样的情况，并且力求在 14 纳米的工艺上有所突破，则中芯在中国的晶圆代工龙头地位可能面临不保的情况。
根据中国厦门联芯集成电路的公告指出，该公司再次取得了技术发展上的新里程碑。也就是说，中国厦门联芯已于 2018 年 2 月成功试产客户采用 28 纳米 High-K/Metal Gate 工艺技术的产品，而且试产良率高达 98%。使得目前中国厦门联芯是继中芯之后，能同时提供 Poly/SiON 和 High-K/Metal Gate 两种工艺技术的厂商。
事实上，中国中芯半导体早在 2016 年 2 月份就宣布 28 纳米 HKMG 工艺已经成功进入设计定案阶段（tape-out），是中国内地晶圆厂中，首家可同时提供 28 纳米多晶硅（PolySiON）与高介电常数金属闸极（High-K/Metal Gate，HKMG）工艺的厂商。
业界人士指出，因为 HKMG 技术较 PolySiON 困难许多，但可较 PolySiON技术 改善驱动能力、提升晶体管的性能，同时大幅降低闸极漏电量所形成的绝缘层，氧化物厚度也较薄，能进一步可降低晶体管的尺寸。因此，首度被用于 45 纳米工艺之后，各大厂在进行工艺优化的同时，也都会积极推出 HKMG 工艺。
而也因为 HKMG 流程的差异性，在金属闸极在源极与汲极区之前或之后形成，使得 HKMG 流程分为 IBM 为首的 Gate-first，及英特尔为主的 Gate-last 两大阵营。不过，因为 Gate-last 要做到与 Gate-first 管芯密度相同，需要较复杂的工序与设计端的调整。因此，包括台积电、格罗方德等大厂都在一开始采 Gate-first 工艺，联电则是采混合式进行。
然而，该项技术发展到后来，都遭遇到 Vt 临界电压难以控制，功耗暴增的难解情况。所以，台积电在 2010 年发展 28 纳米工艺时，毅然决然改走 Gate-last。到了 2012 年，台积电包含 HKMG 工艺的 28 纳米全世代工艺技术才进行量产。至于，联电的部分，则是到 2014 年下半年，才推出 28 纳米 HKMG 工艺。
而中国中芯在 HKMG 工艺上则是走与台积电、联电相反的道路。中芯在 28 纳米节点原先走 Gate-last，在 2012 年得到 IBM 的协助，签订合作开发协议之后，采取以 Gate-last 与 Gate-first 兼容进行技术开发。不过，不同于先前 40 纳米节点的技术授权方式，而是 IBM 后来同意中芯可就研发成果往更先进工艺开发。因此，直到 2016 年 2 月，中芯正式宣布 28 纳米的 HKMG 工艺已成功进入设计定案的阶段。
但是，就在中芯半导体大力推广 28 纳米节点工艺的同时，2017 年就有外媒点名指出，虽然中芯的 28 纳米处于快速成长阶段，但从产品规格来分析，其多偏向中低端的 28 纳米 Ploy/SiON 技术，高端的 28 纳米 HKMG 工艺良率一直不如预期。另外，当时德意志银行还在投资报告中指出，因为中芯的 28 纳米晶圆不论在回报率、价格及毛利上都遇到挑战。因此，客户虽然未来 3 年对 28 纳米晶圆需求强烈。但是，中芯国际的 28 纳米晶圆生产缓慢，加上高端技术门槛都让其生产线缺乏竞争力。
因此，对于这样的情况，就有业界人士指出，在当前中芯的 28 纳米高端工艺发展不顺，又厦门联芯有联电背后的技术支持，使得技术良率不断提升。再加上 28 纳米工艺为中端手机芯片和高端网络芯片采用的主力工艺，联芯势必将抢攻中国手机芯片的订单的情况下，不但厦门联芯恐分食中芯的市占率。而且，这对中芯来说，厦门联芯未来将有机会威胁中芯中国晶圆代工的龙头地位。

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