12nm製程的機會來了

據DIGITIMES Research統計和分析，今年第2季度，中國大陸智慧型手機應用處理器(AP)出貨量提前拉貨，較前期預估(季增34.6%)幅度加大。

但該機構預估第3季度因第2季已提前拉貨，因此，雖在旺季，預估大陸市場AP出貨量季增長僅0.2%，較去年同期將減少7.6%。

DIGITIMES Research表示，第3季度，大陸市場手機AP製程轉換也將明顯，28nm比重將繼續下降，被12nm超越，12nm出貨比重將上漲3成，躍居市場主流；7nm比重有望達到1成左右。

根據這一市場統計和分析，12nm製程技術將會在我國大陸地區的手機市場大放異彩。

我們知道，在中高端領域，市場上的主流製程工藝節點是22nm、16/14nm、10nm、7nm，以及今後的5nm和3nm，這些被稱為主節點。

而28nm、20nm、12nm、8nm等，被稱為半節點，這些節點有很強的過渡屬性，因此，總體來講，它們的市場占有率相比於那些主節點要低。

而28nm和12nm相對較為特殊，28nm是因為具有絕佳的性價比，因此應用面很廣，也非常成熟；而12nm是典型的中端晶片製程工藝，市場上有多家知名處理器廠商的中端產品都選用了該製程工藝，這其中尤以手機處理器為最多。

圖源：中信證券

中國大陸手機市場龐大，且中端和中低端占據著出貨量的大頭兒，這就給了中端手機處理器晶片絕佳的發展機會，相應的12nm製程技術的市場份額也就水漲船高了。

從目前的晶圓代工市場來看，具備12nm製程技術能力的廠商很少，主要有台積電、格芯（原格羅方德，GF）、三星電子和聯電。

聯電於2018年宣布停止12nm及更先進位程工藝的研發。

因此，目前來看，全球晶圓代工市場，12nm的主要玩家就是台積電、格芯和三星這三家，這一點，從近兩年市場推出的各種晶片也可見一斑。

12nm製程晶片

2018年8月，華為發布了中端晶片麒麟710，採用的就是12nm製程，用在了當時的中端機型、在海外被稱為Mate 20 Lite上。

麒麟710由Cortex A73×4＋Cortex A53×4組成，CPU主頻為2.2GHz，GPU為Mali－G51。

2018年5月，聯發科推出了中端晶片Helio P22，採用台積電12nm FinFET工藝製造，CPU為8核A53，最高主頻2.0GHz。

GPU採用PowerVR GE8320，頻率650MHz，最高支持1600x720（20：9）螢幕解析度。

2018年6月，聯發科推出的中端晶片Helio P60表現不凡，吸引了OPPO和vivo等國產一線手機廠商的訂單，像OPPO R15、vivo X21i等機型都搭載了Helio P60處理器。

這顆晶片同樣是定位中端，基於12nm製程工藝，並加入了人工智慧技術。

2018年7月，聯發科又推出了Helio A 系列產品，並稱其把高端產品功能下放到了用戶基數龐大的大眾市場。

該系列的首款產品為Helio A22，同樣採用12nm製程工藝，搭配CorePilot技術，內建主頻2.0 GHz的4核Cortex–A53，以及PowerVR GE圖形處理器。

在中國大陸，紫光展銳最近幾年在中端和中低端市場的拓展力度也很大，並逐步擴大著市場占有率，而在即將到來的5G市場，該公司推出了春藤510，採用了台積電12nm製程工藝，同時支持SA（獨立組網）和NSA（非獨立組網）方式。

可見，聯發科是12nm製程中端手機晶片的主要玩家，來自DIGITIMES Research的統計和分析顯示，高通受中美貿易影響，預計今年第3和第4季度出貨量將分別較前季減少3.8%和2.7%，高通強化自主架構晶片，第4季度占高通整體出貨比重有望提升至64.6%。

從目前的形勢來看，華為很可能將中端機種AP轉單聯發科，再加上OPPO、vivo等新品也多採用聯發科的AP，預計會帶動後者今年第3季度AP出貨量較前一季增加5.8%，其中，Cortex-A57以上平台出貨比重至今年第4季度有望提升至39.2%。

除了手機處理器之外，2018年底，AMD的顯卡RX 590採用了12nm製程代工生產，而這款產品的代工廠為格芯和三星兩家。

由於AMD與格芯的深厚關係，其很多晶片都是由格芯代工的，但隨著格芯宣布退出10nm及更先進位程的研發和投入，使得AMD不得不將先進產品分給了三星和台積電代工，從而分散了格芯的訂單。

而在同一時期，另一家顯卡廠商NVIDIA則選擇了台積電的12nm製程。

三國殺

台積電的16nm製程經歷了16nm FinFET、16FF＋和16FFC三代，之後進入了第四代16nm製程技術，此時，台積電改變策略，推出了改版製程，也就是12nm技術，用以吸引更多客戶訂單，從而提升12吋晶圓廠的產能利用率。

因此，台積電的12nm製程就是其第四代16nm技術。

與前幾代相比，12nm具備更低漏電特性和成本優勢。

與16nm相比，12nm製程不僅擁有更高的電晶體密度，而且在性能和功耗方面得到了進一步優化，有較大的升級幅度。

對於台積電來說，推出12nm工藝，不僅可以緩解10nm製程帶來的訂單緊張問題，而且還能在市場營銷上反擊三星、格芯、中芯國際等對手的14nm工藝，避免訂單流失。

格芯於2018年宣布退出10nm及更先進位程的研發，這樣，該公司的最先進位程就是12nm了。

該公司是分兩條腿走路的，即FinFET和FD-SOI，這也充分體現在了12nm製程上，在FinFET方面，該公司有12LP技術，而在FD-SOI方面，有12FDX。

12LP主要針對人工智慧、虛擬現實、智慧型手機、網絡基礎設施等應用，利用了格芯在紐約薩拉托加縣Fab 8的專業技術，該工廠自2016年初以來，一直在大規模量產格芯的14nm FinFET產品。

由於許多連接設備既需要高度集成，又要求具有更靈活的性能和功耗，而這是FinFET難以實現的，12FDX則提供了一種替代路徑，可以實現比FinFET產品功耗更低、成本更低、射頻集成更優。

數據顯示，格芯的12FDX製程能夠以低於16nm FinFET 製程的功耗和成本，提供等同於10nm FinFET的性能，並且支持全節點縮放，使性能比FinFET 製程提升15%，功耗降低50%。

而掩模成本也比10nm FinFET減少40%。

格芯的12FDX製程在號稱成本、功耗等方面都優於台積電主力16nm製程的情況下，台積電推出了第四代16nm製程，也就是12nm製程，使得雙方的競爭進一步加劇，而格芯12FDX的量產時間要比台積電的12nm製程晚一些，這些對於12FDX來說，在後續的市場競爭中，是個不小的考驗。

目前，格芯正在大力推廣其12nm製程，上周，該公司宣布開發出了基於Arm的3D高密度測試晶片，該晶片採用GF的12nm FinFET工藝製造，採用3D的Arm網狀互連技術，允許數據更直接地通往其他內核，最大限度地減少延遲。

格芯表示，他們的方法可以在每平方毫米上實現多達100萬個3D連接，使其具有高度可擴展性，並有望延長12nm工藝的壽命。

目前來看，相對於7nm，12nm工藝更加成熟、穩定，因此，目前在3D空間上開發晶片更容易，而不必擔心如7nm製程可能帶來的問題。

三星方面，其晶圓代工路線圖中原本是沒有12nm工藝的，只有11nm LPP。

不過，三星的11 LPP和格芯的12nm LP其實是「師出同門」，都是對三星14nm改良的產物，電晶體密度變化不大，效能則有所增加。

因此，格芯的12nm LP與三星的12nm製程有非常多的共同之處，這可能也是AMD找三星代工12nm產品的原因之一。

如前文所述，AMD於去年推出了RX 590，這是該公司首款12nm GPU。

三星加入該產品的代工行列，其12nm製程是為AMD定製化的，是將原來的14nm製程進行版本優化的結果。

另外，AMD的第2代Ryzen處理器也是採用12nm製程工藝製造的。

結語

12nm製程本來不是一個競爭激烈的領域，但隨著格芯對其重視程度的提升，以及台積電的強勢殺入，另外，市場需求，特別是中國大陸地區中端手機處理器需求的上漲，使得這一板塊在未來的兩三年很有看頭。

另外，別忘了，中芯國際不僅14nm FinFET製程已進入客戶風險量產階段，而且在2019年第一季度，其12nm製程工藝開發進入客戶導入階段，第二代FinFET N+1研發取得突破，進度超過預期，同時，上海中芯南方FinFET工廠順利建造完成，進入產能布建階段。

這意味著用不了多久，一個新的12nm製程玩家將殺入戰團，新的競爭局面和變數值得期待。

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