中芯國際近日表示，通過加大研發投入，14nm制程工藝芯片已經實現量產，并將于2021年正式出貨。繼去年8月中芯國際首次宣布14nm芯片研發成功，到如今超預期實現量產，良率高達95％。這標志著中芯國際正式趕超臺積電南京12寸廠的16nm制程工藝，追平臺聯電14nm制程工藝，正式躋身全球晶圓先進制程工藝代工廠的行列，這是中國半導體發展史上的重要里程碑。

14nm意味著什么？

所謂芯片“nm”的制程數值，指的是每一款芯片中最小的柵極寬度。

在芯片上數十億個晶體管結構中，每個晶體管中電流從 Source（源極）流入 Drain（漏級），而其中的Gate（柵極）相當于閘門，主要負責控制兩端源極和漏級的通斷。而柵極寬度決定了電流通過時的損耗，柵極越窄、功耗越低，性能越高。

芯片制程工藝的具體數值，是評價移動設備性能的關鍵指標。每一款旗艦手機的發布，通常都與芯片性能的突破息息相關。

以高通在2018年年底發布的驍龍855芯片為例，它采用的是7nm制程工藝，集成超過60億個晶體管，比高通在2017年第一季度推出的驍龍835（10nm制程工藝）上的30億個晶體管數量多了1倍，性能大漲了55％，而芯片體積幾乎未變，比直徑約1．9厘米的一美分硬幣還小。

高通驍龍820、835、855與一美分硬幣對比目前，許多廠商的主流旗艦機型如三星S10、OPPO Reno和小米9等等都應用了該款芯片。

對于芯片廠商而言，縮減制程數值是它們不遺余力去實現的目標。但是，當柵極寬度逼近20nm時，就會遇到新的技術瓶頸，導致研發難度和成本急劇上升：由于柵極過窄，對電流控制能力急劇下降，二氧化硅絕緣層會變得更薄，容易導致電流泄漏。因此，就需要光刻設備、絕緣材料、芯片柵極改制、FinFET 3D等新技術新工藝以突破技術壁壘。

從制程工藝的發展情況來看，從28nm到14nm是一道分水嶺，隨著摩爾定律逐步失效，制作更先進制程的芯片需要更長周期，業界至此也開始兩極分化為具備先進制程或是傳統制程的不同技術能力。

全球六大IC晶圓廠制程演進表在全球半導體業中，能實現14nm工藝節點的企業不到10家，包括英特爾、三星、臺積電、格羅方得、聯電、東芝、海力士、美光等。

中芯國際14nm芯片實現量產，獲得的是成為全球晶圓先進制程工藝代工廠的入場券。至此，“中國芯”距離當前已經量產的最先進制程7nm僅相差兩代，產品差距縮小到四年之內。

四年實現技術飛躍

作為中國大陸規模最大的集成電路芯片制造企業，中芯國際在2015年成功量產了28nm制程工藝芯片，并在短短四年實現了從28nm到14nm的飛躍，而臺聯電為此耗費了整整5年。

技術快速迭代，與中芯國際的高投入密切相關。2018年，中芯國際向荷蘭ASML訂購了一套EUV設備（極紫外線光刻機），據傳是當時最昂貴和最先進的芯片生產工具，價值高達1．2億美元，2019年初，這一設備已經如期交付。

據ASML官網介紹，這臺價值1．2億美元的設備，能夠支持精細到5nm工藝節點的批量生產，擁有每小時155片的300mm尺寸晶圓雕刻能力。這為中芯國際成功實現14nm量產提供了關鍵設備支撐。在頂尖光刻設備的加持之下，可以想見，中芯國際距離12nm、10nm甚至7nm的時代也不會太遙遠。

另一個讓中芯國際實現四年快速技術跨越的關鍵，在于“靈魂人物”新任聯席CEO梁孟松。

梁孟松曾經帶領臺積電和三星分別突破了28nm以及14nm大關。在臺積電的17年中，梁孟松為臺積電創造了500項專利，對于臺積電每一世代制程項目，梁孟松都是作為參與者或者負責人。2011年，梁孟松以研發部總經理、圓晶代工副總的身份加入了三星半導體。在他加入三星之后，三星在2015年早于臺積電達成了14nm技術成就，并借此獲得了代工蘋果A9芯片的訂單。

梁孟松2017年，梁孟松辭去了在三星的一切職務加入了中芯國際，他迅速帶領中芯國際在2019年初成功量產了第一顆14nm“中國芯”，如今實現了超過95％的良率，進展速度超過預期。

除了14nm芯片之外，中芯國際12nm也已經進入客戶導入階段，如果進度順利，預計年底會有幾家客戶進行流片，新一代的FinFET的生產線也在推進之中。

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AIoT時代最具價值的制程

據公開報道，中芯國際14nm芯片目前已有超過10個流片客戶，其中有車用芯片客戶流片，并通過了車用標準Grade 1的測試門檻，眾所周知，車用市場對芯片品質門檻要求最高。

對于全球大型芯片制造廠商而言，28nm芯片技術已經非常成熟，產能顯得有些過剩。而在另一端，10nm以下制程技術則非常尖端，行業玩家只剩下金字塔尖的臺積電、三星和英特爾。

而居于兩者中間位置的14nm顯然成為了中堅力量，成為絕大多數中高端芯片的主要制程。

有數據統計，在2019年上半年，整個半導體銷售市場規模約為2000億美元，其中65％芯片采用14nm制程工藝，僅10％左右的芯片采用7nm，25％左右采用10nm和12nm，14nm可以說是當下應用最廣泛、最具市場價值的制程工藝。

隨著5G和AIoT時代的到來，特別是在智慧城市、自動駕駛、安防物聯網等領域各項產品日趨豐富，芯片也逐漸專注于針對特殊場景的優化，專用芯片即將迎來“百花齊放”的物種大爆發時代，廣泛的AIoT場景，將讓14nm制程的芯片擁有龐大的市場空間。

目前，國內已經有超過20家企業投入AI芯片的研發中來。而中芯國際對于關鍵制程的把控，意味著國內芯片設計企業和AI公司在應用14nm芯片產品方面獲得更多的自主能力，從而實現真正完全的“中國智造”。