中芯國際發展20年, 為什麼還是沒有成為下一個「台積電「！

多位ASML供應商關係人士指出，ASML原先計劃在2019年底之前供應EUV微影設備給中芯國際(SMIC、0981.HK)，「不過該計劃目前已暫時叫停」。

一位關係人士表示，「ASML是為了避免因供應最先端設備給中國、因而刺激到美國，因此決定暫時中止交貨」。

EUV微影設備目前是由ASML獨自進行研發、製造，無法尋求到替代品。

目前，中芯國際已經成功掌握FinFET技術，只要掌握了EUV技術，就可以與台積電站在同一起跑線上，因為7nm 以下都是運用的 EUV 技術，這也標誌著中芯國際將在未來5年之內成為中國內地下一個「台積電」。

但是，ASML的斷供將會為中芯國際的未來籠罩一層陰影。

從130納米到7納米的兩大關卡

1987年已經56的張忠謀在台灣創辦了全球第一家IC業的專業的代工公司台積電。

八十年代末，當時，全球的半導體行業採取的是單一的IDM模式，一般來說從前端的設計，到後端的晶片生產再到測試封裝，都是由廠商獨立完成的，基本所有的半導體產生都有自己的晶圓廠，當時英特爾、仙童半導體等晶片巨頭無論在晶片設計或者後端的晶圓生產，在全球都有著重要的地位，這也是他們的產品能夠傲視整個市場的保證。

所以剛剛成立的台積電過得十分艱難，而到了90年代，全球進入了網際網路革命浪潮。

在種種條件的催生下，半導體行業迎來新的發展，矽谷湧現了一批新興的半導體公司，Broadcom、Nvidia、Marvell 。

它們在網絡晶片、圖形處理、Wi-Fi 晶片設計等領域域各有專長。

一個共同點是，這些半導體初創公司本身都沒有自己的晶圓廠，也沒有資金和人力搞定生產環節，對外部晶圓生產線有極強的需求。

這個時候，台積電迎來了自己的發展春天，他遇到的第一個對手就是IBM。

過去IBM會將研發的新製程技術轉讓晶圓代工廠商，獲取高額利潤。

而且生產每一批次還能提取分成，憑藉著這樣的商業模式，IBM成為世界最會賺錢的公司之一。

2000年之前，在集成電路布線中，鋁被廣泛使用，其布線工藝較為簡單，掌握「鋁製程」工藝技術的就是IBM，大家都是向IBM買技術轉讓，這讓IBM賺得滿盆滿缽。

但是隨著工藝尺寸的減小，金屬連線中的電流密度不斷增大，響應時間不斷縮短，1999年130納米時鋁製程已經走到盡頭，無法再滿足商業良率，勢必改弦易轍、另闢蹊徑，

鋁製程和銅製程的區別

當時半導體行業都認為改用銅製程會是最有可能及機會最大的途徑，這樣可以使電路布線的尺寸更加微小，晶片處理邏輯運算的能力更強。

IBM公司開始全力投入銅製程研發。

當時世界晶圓代工二哥台聯電為奪取世界龍頭老大地位，取代台積電一哥地位。

台聯電立即和IBM簽約，意欲成為世界上第一個使用銅製程的廠商，攫取晶圓代工一哥地位，遠遠拋開台積電。

台聯電

而當時台積電董事長張忠謀發現之後，決定搶先在IBM研發成功銅製程工藝之前，搶先掌握銅製程工藝。

130納米之所以被稱為是半導體技術世代中，天險障礙最高的一代，主要就在於銅製程、低介電係數(low-k)等過去未曾使用的新材料，是半導體製程里新的挑戰。

當時在負責先進模組的梁孟松和資深研發副總蔣尚義兩個人的努力下。

台積電比美國IBM公司早一年成功研發出130納米銅製程,穩坐世界一哥寶座。

晶片都是採用MOSFET 的結構，到現在已使用超過 40 年，當半導體研發人員想要研發20納米以下晶片的時候發現，當閘極長度縮小到20 納米以下的時候，遇到了許多問題，其中最麻煩的是當閘極長度愈小，源極和汲極的距離就愈近，閘極下方的氧化物也愈薄，電子有可能偷偷溜過去產生「漏電」；另外一個更麻煩的問題，原本電子是否能由源極流到汲極是由閘極電壓來控制的，但是閘極長度愈小，則閘極與通道之間的接觸面積愈小，也就是閘極對通道的影響力愈小。

所以20納米以下的晶片需要採用全新的FinFET 技術，也叫做鰭式場效電晶體。

當時三星就因為在梁孟松的指導下，比台積電率先掌握了20納米以下技術，從而搶占了台積電部分市場。

中芯國際的突破之路

2000年，從台灣歸來的張汝京創立了中芯國際，是大陸第一家從事專業晶片製造服務的集成電路製造公司，僅用了4年，就成功上市，後來大唐電信入股中芯國際，有了國家的注資，中芯的財力一直很雄厚。

1952年《瓦森納協定》將中國列入了管制的範疇。

列入被限制的有軍事武器裝備、尖端技術產品和稀有物資等三大類共上萬種產品。

所以中國的科技發展一直很艱難，中芯國際也是如此。

因為受《瓦森納協定》的影響，中芯國際一直發展很艱難，無法獲取到最先進的光刻機設備，要知道，全球壟斷的光刻機巨頭ASML是英特爾、台積電這幾家大半導體企業一起花錢培養的，所以，IC設計廠商、晶圓體代工廠直接和光刻機進行技術交流、扶持，從而形成一條完整的產業鏈，擁有完整的半導體生態，光刻機製造廠商可以生產出最符合IC設計廠商以及晶圓體加工廠的設備，而IC設計廠商、晶圓體代工廠對光刻機製造廠商的技術對接、扶持又促進了光刻機設備的技術發展，從而形成一個正循環。

比如台灣台積電林本堅創新性地提出浸沒式光刻設想後， ASML開始與台積電合作開發第四代浸沒式光刻機，並在 2007年成功推出第一台浸沒式光刻機TWINSCANXT:1900i，該設備採用折射率達到1.44 的去離子水做為媒介，實現了 45nm 的製程工藝，並一舉壟斷市場。

而這些中國大陸都是被排除在外的，再加上與台積電長達十幾年的專利之戰，都耗盡了中芯的元氣。

雖然號稱是大陸技術最全面、配套最完善、規模最大的集成電路製造企業，但是中芯國際一直以來和台積電的差距非常懸殊，直到中芯國際挖來了半導體傳奇梁孟松。

梁孟松曾幫助台積電比美國IBM公司早一年成功研發出130納米銅製程,穩坐世界一哥寶座。

又幫助三星早一年比台積電掌握FinFET技術，搶占台積電的市場。

手裡擁有500多項半導體專利，是半導體行業的神級人物。

2017年10月，中芯國際正式任命趙海軍與梁孟松二人擔任執行長兼執行董事，梁孟松的到來被媒體稱為「中國半導體產業進入梁孟松時代」。

中芯國際之前本身就在攻克28nm的量產，同時開發14nm和10nm的技術，而且在60nm低功耗物聯網晶片上發力，未來可突破的點很多，梁孟松的加入對於公司高製程晶片的量產速度會有很關鍵的作用。

中芯國際

在加入了中芯國際之後，僅僅用了不到一年的時間，中芯國際直接從28nm跨越到14nm。

而且梁孟松在300天不到的時間就把14nm晶片從3%的良率提高到了95%。

在2019年就可以完成量產。

除此之外，12nmFinFET工藝已進入客戶導入階段，很快就能夠量產了。

根據中芯國際提供的最新數據，截至2018年底，中芯國際專利申請總量超1.5萬件，授權總量超9000件。

中芯國際在28納米和14納米關鍵技術節點專利申請數量分別居全球第二位和第五位。

可以說中芯國際在梁孟松的帶領下，走得非常快，而這也標誌著中芯國際在晶圓廠代工上順利縮小與台積電、三星的差距，重新站在同一個賽道上，因為從14納米到7納米是沒有採用新的製程技術的，不像130納米要突破掌握銅製程技術，14納米要掌握FinFET技術，而到了7納米之後，就又是一個考驗，需要拋棄浸液式光刻技術，而採用EUV微影技術。

最早的光刻機採用接觸式光刻，即掩模貼在矽片上進行光刻，容易產生污染，且掩模壽命較短。

此後的接近式光刻機對接觸式光刻機進行了改良， 通過氣墊在掩模和矽片間產生細小空隙，掩模與矽片不再直接接觸，但受氣墊影響，成像的精度不高。

根據所使用的光源的改進以及雙工作檯、沉浸式光刻等新型光刻技術的創新與發展，光刻機經歷了 5 代產品的發展，每次光源的改進都顯著提升了光刻機的工藝製程水平，以及生產的效率和良率。

現在廣泛使用的光刻機分為乾式和浸沒式，45nm以下的高端光刻機的市場中，ASML是目前市場的龍頭，占據 80%以上的份額。

而目前最為先進的光刻機叫EUV光刻機，目前華為麒麟990 5G版首次採用了7nm EUV技術，EUV技術也叫紫外光刻（Extreme Ultraviolet Lithography），它以波長為10-14納米的極紫外光作為光源的光刻技術。

具體為採用波長為13.4nm 的紫外線，目前1-4 代光刻機使用的光源都屬於深紫外光，而5代EUV光刻機則屬於極紫外光。

所以只要ASML的光刻機可以準時供應，隨著摩爾定律達到極限，7nm EUV 技術2020年才會大規模商用，台積電2020年才投產5納米技術，而3納米則要到2022年投產，這給了中芯國際充分的追趕機會。

但是如果，ASML真的斷供光刻機，將勢必拖緩中芯國際的步伐，目前，ASML澄清稱，關於日經新聞（NIKKEI）有關中芯國際相關報導有誤，「延遲出貨」僅為其媒體推測，ASML從未評論或確認，對其將推測直接定性為事實作為新聞標題並在文中闡述，表示抗議。

ASML表示，對全球客戶一視同仁。

根據瓦聖納協議，ASML出口EUV到中國需取得荷蘭政府的出口許可（export license）。

該出口許可於今年到期，ASML已經於到期前重新進行申請，目前正在等待荷蘭政府核准。

希望， 所言屬實吧！