中芯國際14納米晶片量產，或成華為救星

作者 | 詹姆斯魚

來源 | 才神SaaS （ID：CaishenSaaS）

近日，中芯國際低調宣布14nm晶片量產，將在2021年出貨，而且良品率達到95%。

這是繼2019年8月中芯國際宣布14nm工藝研製成功以來，中國晶片業又一個重大利好消息。

從28nm到如今的14nm，中芯國際正在用自己的實際行動回應這來自方方面面的質疑。

不過，我們還是要正視差距，畢竟台積電的7nm都已經量產，已經應用在了麒麟980，蘋果a12和高通驍龍855上，搭載這些晶片的手機並沒有大規模缺貨，這證明7nm的產量已經達到了相當的規模。

而我們的14nm尚處在「剛剛」量產的階段，這個差距一目了然，無法迴避也沒必要迴避。

對了，提醒一下，字面上都是14nm的工藝，實際水準可能千差萬別，英特爾的14nm++的性能表現甚至明顯強於其他家的7nm，也明顯高於自家那半吊子10nm（只應用在少數筆記本CPU上，性能表現很一般）。

不知道國產的14nm能達到什麼水平，14lpe水平即可接受，14lpp皆大歡喜，如果不幸不如14lpe，也沒什麼沮喪的：擁有1x nm半導體工藝生產能力國家，一巴掌就數得過來。

而且，市面上晶片的主流市場並不是5nm、7nm，而是14nm。

14nm的晶片占據晶片市場份額高達65%。

畢竟7nm以及未來的5nm晶片主要是應用在手機上的，而像電腦、高端的電子設備等領域，14nm才是主流。

對於未來國產14nm的用途，我想肯定是優先應用在新一代的國產超算上。

神威太湖之光面對美國人的新超算summit已經明顯落後，功耗是對方1.5倍的情況下，性能還只有對方的62%，落後的原因可能是多方面的，晶片製造工藝的落後肯定也是其中之一，summit裝備的英偉達GV100計算卡可是使用了12nm ffn工藝，power 9也是14nm工藝的 ，而神威使用的sw26010工藝不詳，從頻率和功耗水平看，工藝水平是一定落後於summit採用的晶片的。

如果國產14nm能順利應用在國產下一代超算上，將大大提升國產超算的競爭力。

總之，14nm工藝的即將量產，對我國半導體工業絕對是一個大事件，這意味著中芯國際趕超台積電南京工廠16nm工藝，追平台聯電的14nm，躋身國際一線高端晶片生產廠商序列，是國產晶片的重要里程碑。

據內部消息，中芯國際有可能直接跳過12nm和10nm，直逼台積電的7nm。

1 / 梁孟松：幫助三星一舉趕超台積電

為什麼我國的中芯國際能在這麼短的時間內，形成快速趕超局面的呢？

除了得益於我們的體制優勢（集中力量辦大事）外，還必須感謝一個叫做梁孟松的台灣人。

2009年8月，台灣人梁孟松被專機接到首爾，韓國的那不一樣的環境，多多少少給這位半導體能人帶來了一絲的心理安慰。

彼時，距他從台積電離職僅半年多，他的目的地是成均館大學，成為那裡的一名任教老師。

直到現在，成均館大學信息和通訊學系網站上，教師名冊里，還放著梁孟松的照片。

而在兩年後，他正式加入了這所大學背後的大財團——三星，擔任研發部總經理，也是三星晶圓代工的執行副總。

三星的半導體技術也在這是時候，三星在14nm製程上領先台積電半年時間並實現了量產流。

以一人的去留，能左右兩國半導體業的消長，但在那段時間裡，梁孟松卻被稱作是一個業內「投奔敵營的叛將」。

梁孟松從加州大學柏克萊分校博士畢業後，加入了美國處理器大廠AMD工作。

根據美國的專利局的資料顯示，梁孟松個人參與發明的專利半導體技術有181件。

在1992年，梁孟松加入了台積電，而在他任職的17年里，為台積電立下過汗馬功勞。

在2003年，幫助台積電以自主技術擊敗IBM，一舉揚名全球的130nm「銅製程」一役中，梁孟松聲名遠播。

然而就是這麼一位研發人才，在2006年卻遭到了台積電的差別對待。

2006年蔣尚義退休，台積電當時規劃兩個副總的位置，大家都看好梁孟松和梁孟松的競爭對手孫元成，就連退休的蔣尚義也對梁孟松寄予厚望。

然而，偏偏在這個時候台積電來了個英特爾前先進技術研發協理羅唯仁，而梁孟松的競爭對手孫元成也搖身一變成了他的頂頭上司。

同時，台積電還將梁孟松調離了他最喜歡的研發崗位，種種事情讓梁孟松產生了退卻的心理。

2009年，梁孟松終究是離開了台積電。

半年後，剛在新竹清華大學電機研究所任職不久的梁孟松，就被三星集團給挖走了，同批一起走的還有二十多個台積電的工程師。

去到韓國之後，梁孟松先是在成均館大學任教，然而這卻是一個幌子，為的是度過一段競業禁止期限。

2011年，梁孟松正式加入三星集團，擔任擔任研發部總經理，同時也是三星晶圓代工的執行副總。

當時三星正在處於一個由28nm製程轉向20nm製程的過程，梁孟松提議放棄20nm製程，直接由28nm製程升級14nm製程。

這其中的要跨越20nm製程和16nm製程，難度可想而知，不過作為一個半導體的技術狂才，加上豐富的經驗，最後14nm製程出來的時候，比台積電早了整整半年。

也正是因為三星的14nm製程比台積電早半年，給梁孟松帶來了一場來自老東家的官司。

原本蘋果的晶片都是來自三星，但由於台積電的晶片要好過三星的，導致了台積電成為了蘋果的供貨商之一。

但是這一次卻被三星的提前發布的14nm製程，將台積電蘋果A9處理器的訂單搶走了，同時還拿下了高通的大單。

這件事情讓台積電的股價一度大跌，台積電創始人張忠謀一度大發雷霆，從此台積電和梁孟鬆開始了長達四年的官司。

在2011年年底，台積電正式起訴梁孟松，指控其2009年離職，並從該年8月到三星集團旗下的成均館大學任教以來，「應已陸續泄漏台積電公司之營業秘密予三星。

」

此前三星的產品技術來源於IBM，所以產品特徵各個方面都和台積電有著不小的差別。

而自從梁孟松在三星任職後，三星的45nm、32nm、28nm的工藝都與台積電有著不少相同之處。

仔細想想，不難發現一個讓人難以接受的事實，那就是台積電在十幾年的技術積累，在短短的幾年內，被三星追到了同一水平線上。

而這關鍵人物梁孟松有著舉足輕重的作用，這也難怪台積電如此大發雷霆將梁孟松告上了法庭。

最終法院的判定結果，自然是可想而知的：在2015年12月31號之前，梁孟松不能以任職或者是其他的方式繼續為三星提供任何服務，限制結束之後，也不能到台積電的競爭對手公司工作。

2 / 懸在中國頭上的達摩克利斯之劍：瓦森納協議

《瓦森納協定》是冷戰的產物。

二次世界大戰之後，美蘇兩個陣型進入了冷戰時期。

由於當時在美帝及其同盟眼裡，蘇聯及其盟國都是邪惡軸心。

為了防止蘇方陣營發展高端武器，在美國提議下，包括美國、英國、日本、法國、澳大利亞在內的十七個國家於1949年11月在巴黎成立了一個叫做巴黎統籌委員會（簡稱巴統）的組織。

這是二戰以後是西方發達工業國家在國際貿易領域中糾集起來的一個非官方的國際機構，目的是是限制成員國向社會主義國家出口戰略物資和高技術。

列入禁運清單的有軍事武器裝備、尖端技術產品和稀有物資等三大類上萬種產品。

被巴統列為禁運對象的不僅有社會主義國家，還包括一些民族主義國家，總數共約30個。

隨著中美建交，還有冷戰的結束，歐美等國家由於看中中國的龐大的勞動力和相對便宜的人工，於是便些許放鬆了對中國的禁運，並於1994年4月1日正式將這個冷戰時期的協會解散。

但別以為中國此時會進入到好時機，一條更嚴格的協定到來了，那就是《瓦森納協定》。

《瓦森納協定》，又稱瓦森納安排機制，全稱為《關於常規武器和兩用物品及技術出口控制的瓦森納安排》，它是世界主要的工業設備和武器製造國在巴黎統籌委員會解散後於1996年成立的一個旨在控制常規武器和高新技術貿易的國際性組織。

《瓦森納協定》擁有33個成員國，其中17個曾是「巴統」組織的成員國。

目前，歐盟27個成員國中已有21個簽署了《瓦森納協定》。

《瓦森納協定》雖然允許成員國在自願的基礎上對各自的技術出口實施控制，但實際上成員國在重要的技術出口決策上受到美國的影響。

中國、伊朗、利比亞等均在這個被限制的國家名單之中。

回到半導體領域，受限於《瓦森納協議》，從晶片設計、生產等多個領域，中國都不能獲取到國外的最新科技。

就拿晶圓代工來說，我國的中芯國際成功和IMEC合作實現14nm工藝，這已經將中國的晶圓代工工藝推向了一個全新的國際水平。

而將時間推回到2011年，當時的全球半導體前15大設備供應商，他們當中全部都是受到瓦森納協定限制的，這樣中芯國際就買不到最先進的製造設備、

如果大陸能像台灣和韓國一樣購買最先進的半導體製造設備，追趕INTEL很難，但快速拉近跟台灣、韓國的半導體製造水平是有可能的。

台灣微電子工業的頂樑柱－－台積電2014年的研發經費，不到18億美元。

對比一下，華為2014年研發經費是400億人民幣，65億美元，竟是台積電的三倍以上。

除了不能買到最新的設備以外，受到瓦爾納協定的影響，華裔工程師還不能進入到歐美等知名半導體公司的核心部門，防止技術泄露。

前些日子傳出ASML和中芯國際達成了7nm光刻機的採購合約，據說被迫終止了。

儘管雙方都出來闢謠說沒有合約這回事。

但明眼人都明白，中芯國際是多麼渴望這台7nm的光刻機啊！可惜，美國人是不會輕易讓你拿到的。

可以想像，在眾多的高科技領域，中國只能自力更生，那是怎樣的一種艱難。

如今中國取得了舉世矚目的成就，那是多少代人的努力才換來的呀！

當然，這裡必須要提兩個國家，一個是前蘇聯（或者是現在的俄羅斯），一個就是蘇聯解體後獨立的烏克蘭。

前者在1950年代前後，援建中國156個重點工程，奠定了新中國強大且完整的工業基礎。

現在很多年輕人提到俄羅斯，就各種黑，他們可能忘記了，表面光鮮的美帝，其實才是掐著我們脖子的「惡魔」，而被他們各種黑的俄羅斯幾乎把能出口的先進設備都出口給中國了，就是手裡留一點存貨，也是人之常情吧。

至於烏克蘭，由於國家幾乎破產，中國幾乎一股腦把能買的先進設備，能引進的人才都一股腦搞過來了，這讓以美國為首的西方國家很惱火。

但即使是現在，《瓦森納協議》依然是懸在中國頭上的達摩克利斯之劍。

3 / 梁孟松能再次複製「三星模式」嗎？

在三星的合同結束之後，梁孟松收到了國內中芯國際的邀請，並在2017年10月加入。

而在此前，中芯國際可以說是滿身傷痕，股權高度的分散，加上長期的虧損導致了股東內部內訌不斷。

隨著電子科技的發展，中國的從20世紀90年代，就對半導體產生了巨大的需求，而半導體技術恰巧是在西方國家的高科技封鎖當中。

根據「瓦森納協議」的規則，西方國家對於中國半導體的技術出口，都是按照「N-2」的原則審批的。

也就是說出口到中國的高科技產品，完全是西方國家最新一代的前兩代，甚至是更加老舊一代的產品，這也導致了中國在半導體落後了整整10年的時間。

中芯國際的建立可以說是因為創始人從老東家台積電，挖了一大班人馬過來，正是因為這班人馬才讓中芯國際在半導體上有所成就。

不過也讓中芯國際因此遭受到了麻煩：來自老東家的訴訟，2003年12月，台積電及其北美子公司向美國加州聯邦地方法院提交訴訟狀，起訴中芯國際侵犯專利權及竊取商業秘密。

間接導致了在2009年，張汝京這個一手創辦中芯國際的創始人下課。

中芯國際以支付2億美金並出售10%股權給台積電為條件，與台積電達成和解。

直到曾經張汝京最為重要的副手：邱慈雲，擔任中芯國際執行董事兼CEO，中芯國際的狀況才逐漸變得好點，同時也被業內人士形容成「不幸中的萬幸」。

隨著梁孟松這個半導體人才的加入，僅僅用了298天的時間，就將14nm工藝技術研製成功，並將產品良率提升到了95%。

另外，中芯國際在12nm工藝上也有突破，梁孟松指出：

"我們努力建立先進工藝全方位的解決方案，特別專注在FinFET技術的基礎打造，平台的開展，以及客戶關係的搭建。

目前中芯國際第一代FinFET14nm技術進入客戶驗證階段，產品可靠度與良率已進一步提升。

同時，12nm的工藝開發也取得突破。

透過研發積極創新，優化產線，強化設計，爭取潛在市場，我們對於未來的機會深具信心。

"

據業內人士消息，梁孟松極有可能複製「三星模式」，14nm之後，直接繞過12nm和10nm，直接衝擊7nm。

之前出現的中芯國際和ASML洽談7nm光刻機的消息，應該就是側面印證了這個可能。

梁孟松如果有了7nm光刻機，實現飛躍不是沒有可能！

4 / 華為的未來要仰仗中芯科技

需要說明的是，目前全球最先進的晶片製程工藝在台積電手中，另兩家則分別是英特爾和三星，此外格羅方德也是晶片製程先進工藝的掌握者。

從全球範圍看，台積電在實現7nm量產後，就已經在布局5nm、3nm，其中5nm即將量產；英特爾受10nm多年困擾，直到2019年才真正突破，也因此在製程上被台積電、三星先後甩開；進步最大的是三星，自從台積電挖來梁孟松後，製程工藝突飛猛進，大有拳打台積電、腳踢英特爾的架勢，目前已實現6nm工藝製程，正追逐5nm、3nm，欲與台積電一較高下；而格羅方德因承受不起高投入，於2018年正式放棄7nm製程的研發。

至於中芯國際，作為中國大陸的依靠，在梁孟松加盟後才取得突破性進展，目前已經實現了14nm量產，未來有可能直接跳過10nm工藝，直接著手7nm製程的開發工作。

綜合來看，中芯國際與行業先進水平已經落後了至少2年，工藝製程大概差了3代，這就是為什麼在獲得ASML供貨承諾後中芯國際滿懷期待的重要原因。

但是，自雙方合作以來，7nm EUV光刻機一直緋聞不斷，期間ASML的一場莫名火災事故就讓中芯國際心跳加速，直接導致交付延遲。

如今時間已經到了2020年，更是傳出中芯國際與ASML的7nm EUV光刻機合作終止的緋聞（路透社報導），隨後雙方對此進行了否認，具體真假一時難辨。

不過可以肯定的是，該設備已經延遲了1年尚未交付，既抑制了中芯國際先進工藝的發展，也限制了梁孟松才華的發揮，最為重要的是，中美貿易摩擦不斷，台積電隨時都可能迫於美國壓力給本土高科技企業使絆子。

華為（海思）作為中國領先、全球知名的IC設計公司，已開發出技術領先的AI、5G晶片，並以此成功反擊美國政府的打壓；現正在發展5nm、3nm等更先進位程工藝IC設計。

美國方面，經過一連續的打壓發現其對華為的限制非常有限，甚至處於失控狀態，於是不斷出台更多小動作。

據彭博、路透等媒體報導，美方可能在2020年1月17日將標準下調至10%。

而台積電7nm工藝美國技術占比在9%~10%之間，14nm工藝美國技術占比超過15%。

台積電或將終止對華為14nm晶片的供貨。

於是，華為計劃地將14nm工藝製程晶片轉移至中芯國際；而台積電7納米源自美國技術比率不到10％，仍可繼續為華為供貨。

但就在兩天前，台積電對外宣布，為了降低方向，砍掉華為20%訂單。

台積電已經不敢把賭注全部壓在華為身上了，他們又要重新擁抱蘋果了。

相較抬手就趴下的中興，華為的抗擊打能力確實要強上許多倍，一連串動作至今非但沒有令華為受傷，反而還在逆境中成長，這讓美國相當惱火。

而一連串動作之後，台積電終於迫於壓力對華為停供14nm工藝（台積電回應：美國目前並沒有改變規則，所以我們也不會對臆測性的問題作答。

）。

從目前形態看，不排除美國政府正在研究策略，繼續壓制台積電7nm以及其他先進工藝對華為的支持，以此進一步打壓華為。

如若如此，華為將愈發依賴於本土的晶片製造商中芯國際。

或許，中芯國際也會成為下一個京東方，在晶片行業成為華為可以仰仗的堅實夥伴。

而中芯國際在更先進位程的道路上，有了梁孟松的主持，能頂住各種內憂外患，唯獨缺EUV光刻機這一東風；一旦讓其掌握世界先進水平的光刻機，極有可能在短時間內就可把工藝製程向前推進一大步。

一個小小的手機，從晶片到螢幕、從WIFI到系統、從內存到攝像頭、從電池到各種傳感器，我們都需要獨立自主，而反觀蘋果，他們只需要掌握軟體系統和設計能力，然後無障礙全球代工，就可以獲得高達73%的巨額利潤。

在2019年的Hotchips會議上，台積電研發負責人、技術研究副總經理黃漢森提出摩爾定律還會繼續存在，隨著電晶體密度更好，成本效益也會更高，受益的不只是邏輯晶片，內存、快閃記憶體晶片也會從摩爾定律中受益。

碳納米管可以將半導體工藝推進到1.2nm尺度，最終可以達到0.1nm尺度，這相當於氫原子的大小級別了。

看來，14nm的突破也只是個開始，我們奮鬥的路還很長......

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