中芯国际今日披露发行公告,战略配售对象共29家,合计配售金额共242.61亿元。其中,青岛聚源芯星股权投资合伙企业(有限合伙)获22.24亿元,多家上市公司公告参股基金认购中芯国际科创板首发股票。
1、为什么感觉中芯国际留不住人?
制度问题,更是顶层领导者的问题。一个企业的制度决定能否留住人才,而制度又是管理层制定的。根子在管理层水平不行。中芯的股票就别买了。
对那些高级人才,收入只是一方面,这些人总是想做些事情,一个良好的环境,能让他发挥才能更重要。
挖了人,不可能只让人唯命是从,总要让人做主。发现环境不合适就只能走了
老百姓云:人挪活,树挪死;此处不养爷,必有养爷处。在哪里工作都需要顺心,顺气呀!
2、中芯国际只论性能,把14纳米芯片做大,性能是否达到7纳米水平?
由于芯片被卡脖子,很多网友想出了一个办法,就是把14nm芯片做大,性能上达到7nm芯片的性能,这样不是可以代替7nm芯片了吗?这种方法可行吗?
如果是电脑的话或许可以一试,但是如果是手机,那就不用考虑了,肯定行不通!
下面我们一起来看看原因吧!
先来简单了解一下中芯国际
中芯国际是总部位于上海的内地企业。尽管在技术和工艺上和台积电相差很大,但是中芯国际仍是国内芯片代工的龙头。
中芯国际是一家集成电路芯片代工和制造的企业,成立于2000年4月,总部位于上海市浦东新区,于2004年3月在美国纽约证券交易所、中国香港联合交易所同时挂牌上市。2019年在美国纽约证券交易所退市,2020年7月在A股上市。
2000年4月3日,张汝京筹集了14亿美元注册了中芯国际(SMIC),并把公司地址定在上海。同年12月21日,中芯国际在上海正式成立,中国自己的芯片制造企业诞生了。
2001年9月25日,中芯国际发布FAB 1,宣布公司第一片0.25微米产品上线生产。
2002年中芯国际北京分公司成立,并量产了0.18微米的芯片,2002年12月,中芯国际的8英寸月产能达到30000片。
2003年中芯国际开始与国际巨头合作,先是和日本东芝签署技术授权和代工协议,接着又与摩托罗拉签署长期战略合作协议,同年设立了天津分公司。
2004年,成立4年的中芯国际就在美国、香港上市,成为了世界领先的半导体制造企业。
这种惊人的发展速度,遭到了台积电的嫉妒和打压。
台积电几次通过起诉中芯国际侵害专利技术,导致中芯国际创始人离职,内部人事动荡,公司更是出现了5年的连续亏损。
中芯国际在几年时间没有再发展新的制造工艺。从而与台积电的差距越来越大。
2015年2月13日,中芯国际与国家集成电路基金合作,获得了30亿元的融资。这笔资金除了公司日常经营,还债之外,还有一个重要任务,就是“攻克14nm技术”。
2017年曾在台积电任职的梁孟松加入中芯国际,梁孟松曾在台积电担任主管技术的处长,号称“技术狂人”,自此中芯国际在工艺上突飞猛进,并于2018年末,实现了14纳米工艺技术。
随后又把良品率从3%提高到95%,中芯国际再次进入发展的快车道。
明明7nm工艺已经成熟了,为什么还要想着把14nm芯片做大呢?
目前7nm工艺已经成熟,但是仅限于台积电和三星电子。
早在2018年,台积电就已经量产7nm工艺的芯片了,随后三星采取了激进的战略,直接跳过DUV工艺,进军EUV7nm,尽管也获得了成功,但是在成品率上低于台积电,在漏电率上高于台积电。
而其他的厂商,如:英特尔、我国的中芯国际直到现在都没有突破7nm工艺制程。
为什么7nm工艺如此难突破呢?
当工艺制程达到一定程度后,同时晶体管之间的距离降低到一定程度,这时候会出现量子隧穿效应,此时会出现一些不规律的电子,这些电子造成了芯片的漏电,也需要消耗电量控制电子,进而导致芯片发热,影响芯片的性能。
而解决这个问题需要从几个方面同时下手,
- 制造材料的升级,材料领域的研发是需要投入大资金的,而且成功的概率很低;
- 需要高精尖的设备—EUV光刻机;
- 需要不断升级制造技术,同样需要大量的投资。
材料和制造技术可以通过资金的投入,逐渐地追赶。但是还有一个难度更大的—EUV光刻机。
7nm工艺制程离不开EUV光刻机,而这种设备几乎全部被荷兰的ASML垄断了。
EUV光刻机制造难度极高,基本代表人类科学技术、工业制造的最高成果。其中难度最大的是镜头和光源。
光刻机的镜头采用蔡司技术,蔡司是德国历史悠久的光学仪器厂商,其产品向来是“高贵”的代名词。同样的一个镜片,不同工人打磨,光洁度相差十倍。镜片材质均匀,更需要几十年甚至上百年的技术沉淀。
光刻机的光源使用波长极短的极紫外光,该技术是使用激光产生等离子源产生13nm的紫外波长。这种光源工作在真空环境下,产生紫外波长,然后由光学聚焦形成光束,光束经由用于扫描图形的反射掩膜版反射,由于极紫外光的固有特性,产生极紫外光的方式十分低效。能源转换效率只有 0.02% 左右。
目前世界上没有任何一个国家,凭借自己的实力打造一台EUV光刻机。
而荷兰ASML的光刻机一半卖给了台积电,另一半则是卖给了三星和英特尔。一台都没有卖给中国。
那么世界第一的台积电业绩如何呢?
2020年台积电营业收入达到了3096亿元,净利润达到了1180亿元,净利率达到了38%。净利润增速达到了44.3%。
中芯国际2020年营业收入为274亿元,净利润为16.97亿元,净利率仅为6.2%,可以说与台积电的差距十分巨大。
而芯片制造行业,赢者通吃,其他企业恐怕连汤都喝不上。因此为了生存,为了发展,中芯国际迫切需要找到破局的方法。
然而中芯国际买不到EUV光刻机,也无法突破7nm工艺,也才有了做大14nm,性能达到7nm水平的想法,那么这种想法究竟靠不靠谱呢?
对于电脑尤其是台式机,我们不用考虑能耗和散热问题,只考虑性能就可以了。
我们说的14nm、7nm、5nm等,指的是晶体管之间电路的距离,而不是晶体管的大小。因此在理论上同样大小的芯片,7nm工艺要比14nm工艺晶体管数量要多很多,性能同样更强劲。
那么14nm芯片做大能否超越7nm芯片性能呢?我们用芯片具体对比一下!
AMD Ryzen 3300 与 Intel 酷睿i9 10900K
AMD Ryzen 3300相关参数如下:
工艺制程:7nm
CPU主频:3.0-3.8GHz
最大频率:4.3GHz
核心数量:6核心
线程数:12线程
功耗:65W
酷睿i9 10900K相关参数如下:
工艺制程:14nm
CPU主频:3.7GHz
最高睿频:5.3GHz
核心数量:十核心
线程数:二十线程
功耗:125W
前者是7nm工艺,后者是14nm工艺,但是在单核心性能上可以超越AMD Ryzen 3300,英特尔芯片,睿频达到了5.3GHz,AMD最大频率为4.3GHz。所以说只看性能的话,14nm工艺是可以超越7nm的。
但是我们再看二者的功耗,AMD Ryzen 3300的功耗为65W,但是酷睿i9 10900K的功耗达到了125W,差不多高出了1倍。
这样的功耗在电脑上还可以,毕竟电脑是直接接在电源上使用的,如果换成手机呢,功耗相差如此悬殊,高功耗恐怕是要被市场抛弃了!
手机处理器,我们不仅要考虑性能,还要考虑功耗,散热等等!
电脑处理器我们可以只考虑性能,不考虑其他方面,但是手机处理器则必须全方面考虑。
首先,在成本上7nm工艺是高于14nm工艺的,因为7nm工艺要求更加严格,设备成本也大幅增加,而且因为技术的原因,7nm良品率低于14nm,这些都是造成价格高的原因。
其次,手机处理器对能耗是非常敏感的,目前安卓手机处理器都达到了8个核心,2大核+6小核,或者4个大核+4个小核。麒麟9000和骁龙888目前使用了最先进的5nm工艺,结果能耗出现了问题,如果改成14nm技术,那惨烈现状简直无法想象。
此外,14nm和7nm除了工艺上的区别,还有架构设计上的因素,如果用14nm强行堆起一个超级核心,那手机恐怕真的无法使用了。多核处理器,可以满足“横向扩展”(而非“纵向扩充”)方法,从而达到提高性能的目的。这样的架构实现了“分治法”战略。通过划分任务,充分利用多个执行内核,并可在特定的时间内执行更多任务。
如果强行堆超级大核,除了高能耗,还会在执行多任务时候,出现“翻车”问题。
骁龙625,14nm制程,晶体管数量30亿左右,8核架构
设计,主频2GHz,峰值速率300Mbps,安兔兔跑分65623。
骁龙855,7nm制程,晶体管数量突破60亿, 8核架构设计主频2.84GHz,峰值速度: 10 Gbps,安兔兔跑分CPU和GPU两项分值分别为119650和142048。
骁龙855集成了独立的NPU单元,是目前高通旗下首款提供专门NPU单元的SOC,在AI性能上相比上一代骁龙845来说提升了3倍。
从数据对比来看差距巨大啊!
而实际上,搭载骁龙625的手机,恐怕没有人使用了。而搭载骁龙855的手机如:小米9,OPPO Reno 仍有很多人在使用。
我们再来看看华为
麒麟990采用7nm工艺制程,有103亿晶体管核心数量16,较上一代芯片性能提升33%,能耗降低50%;
14nm芯片和麒麟990相差2代,麒麟970采用10nm工艺制程,核心数量12,有55亿晶体管。那么14nm的麒麟芯晶体管数量只有20亿个,要达到100亿个晶体管,需要放大5倍。
如果手机的芯片放大5倍,对手机的影响将是致命的。首先是功耗,增大几倍,看一集电视剧手机就会没电了。其次手机芯片放大5倍,如果手机尺寸不变的情况下,只能牺牲电池的容量了。功耗大+电池容量小,恐怕这手机真的没有人会使用。
消费者选择手机,越来越重视核心参数了,处理器是必看的一项。
以前的消费者在选择手机上,更加注重手机的品牌和外观,大牌、漂亮就好,至于手机处理器如何,内存如何很少有人关心。如今消费者整体文化水平和专业素养都有了很大的提升,也越来越重视手机的核心配置了。
处理器是哪个公司的?高通骁龙、华为麒麟还是联发科天机?以及处理器型号,处理器的制造工艺,甚至代工厂商都要研究得清清楚楚。内存和容量大小更是了解得一清二楚,8+128G标配的专业术语,脱口而出。
消费者根据处理器的配置来判断一款手机是否值得购买,华为就是凭借着自主研发的麒麟芯片赢得了国内外消费者的好评,销量一路上升。在2019年销量更是超越了苹果,位居世界第二。
在7nm、5nm时代,强行把14nm芯片用在旗舰系列上,那么结局只有一种,就是被消费者放弃。最终退出手机市场。
因为大家都明白如果芯片回退到14nm,那么手机的芯片配置性能会全面下降,包括GPU、CPU和通信性能都会下降。这样的手机不会是旗舰手机,甚至连大型游戏都没有办法玩。
问答总结
虽然理论上看,中芯国际把14nm芯片做大,性能能够达到7nm芯片水平,但是在智能手机上,由于功耗等多方面原因,是无法实现的,强行采用14nm技术,势必会“翻车”。
而强者愈强、弱者愈弱的马太效应已经出现在芯片制造领域。台积电占有50%的市场份额,三星占据了18%的市场份额,而7nm工艺被台积电和三星所垄断,真正做到了赢者通吃。
如果中芯国际想在芯片制造领域有一席之地的话,仍需要加大研发力度,提升设备性能,购买EUV光刻机。这些事永远绕不过去的坎。如果想着依靠做大14nm工艺代替7nm工艺,最终是“搬起石头砸自己的脚”。
我是科技铭程,以上是我的回答,希望可以帮到您,如有不妥之处,敬请批评指正!
按现有中芯的实际进度,根本不需要题主的这种假设,因为中芯已经在逐步向7nm工艺前进!我们不妨来看看中芯现有的发展情况吧!
1、中芯14nm已经量产:
早在2019年Q3中芯14nm就开始小规模量产,后续产能开始逐步爬坡,预计到2020年底将达到15000万片,最终产能应该是达到2万片。
2020年1月的时候,华为将自己的14nm芯片转交给了中芯进行代工生产,双方的这次合作可谓双赢。中芯代工可以避免华为未来进一步为被美国限制,同时也能解决中芯收入的问题,从而让中芯有较为充足的资金进一步支撑研发。当然,14nm工艺量产后不光是给华为生产手机芯片,还将会给其他行业生产。
2、中芯N+1新制程进度:
在2020年2月的时候中芯公布了自己的新工艺制程的进度,也就是FinFET 制程 N+1 代,对于这代新工艺中芯并没有明确表示是7nm或8nm,但是从中芯公布的一些参数来看,坊间均猜测这代属于7nm低功耗版本,相比14nm工艺,N+1代功耗降低57%,效能增加20%,Soc面积和逻辑面积分布介绍55%及63%。从这些数据上来说,N+1这代工艺足以让芯片上的晶体管密度翻倍。
目前N+1代中芯已经2019年末时进入到了客户验证导入阶段,按现有进度到2020年底就可以实现小规模的量产,到2021年时可以实现量产。
在中芯的规划中还有N+2代的工艺,对于这代业内人士认为仍旧属于7nm工艺,但性能相比N+1会有较大的提升,属性高性能的版本。
3、关于7nm光刻机的情况:
最后再聊一下EUV光刻机的事情,目前中芯从ASML订购的7nm光刻机一直未到位,显然这块也是被卡脖子了。不过,对于这种现状中芯认为在N+1制程上本身用不上EVU,等7nm光刻机就位后再将转到EUV上。
从当年台积电的情况来看,在没有EUV光刻机的情况下,可以通过DUV多重曝光来解决,可能中芯届时也会采用这种方式,不过对中心而言这其中还有很多技术问题要解决。
Lscssh科技官观点:
综合而言,以中芯现有的规划发展,如果顺利那最迟在2021年结束的时就能实现7nm制造工艺,完全没必要去考虑题主的各种假设。
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我们要不要过分夸大中芯国际呢?14nm能够发挥7nm工艺的水平?如果说14nm高于12nm,我是相信的,毕竟当年的iphone 6s的两个处理器是混用的。但是,iphone 6s虽然有高通的版本,但是和三星一比,确实14nm的功耗更低,续航更强。
那么,台积电目前什么情况呢?
- 在2019年,中芯在第四季度14纳米工艺已经量产,并带来了768万美元的营收。
- 组成中芯国际的N+1工艺和现有的14纳米工艺相比,性能提升了20%,功耗降低了57%,逻辑面积缩小了63%,SoC面积减少了55%。
确实,在不断更新技术的同时,虽然中芯在努力,可是目前的国际社会中,相对比较薄弱,我们知道的是,高通已经发布X60基带,基于5nm工艺。
所以,中芯的技术,还是偏落后的。本来答应中芯的AMSL的7nm EUV光刻机,也因为大火而推迟了,确实我们也能够感受到这种无奈,因为各种限制,中芯国际的光刻技术频频受阻。
而14nm即使怎么优化,都很难达到7nm工艺的优势,特别是7nm EUV。虽然,台积电用DUV做到了7nm,可是只有EUV才能更好的控制成本,也为以后的发展做准备。
中芯虽然很努力,但是想弯道超车,估计有点悬了。