華為競爭對手崛起：SMIC N+2 講清楚

目錄

• 7奈米的意義和SMIC N+2
• SMIC的技術和設備
• SMIC與TSMC的比較
• SMIC的經濟競爭力
• HiSilicon對SMIC的影響
• 禁止出口對SMIC的影響
• 中國半導體工業的發展
• 美國應對的策略
• 整合自主技術和國際合作
• 結論

🤔 7奈米的意義和SMIC N+2

在最近，人們開始關注中國的半導體巨頭中芯國際（SMIC）。TechInsights和SemiAnalysis最近爆料稱，SMIC已經開始使用自家的7奈米製程生產芯片。在這段視頻中，我想分享一些關於SMIC的N+2製程，也就是7奈米的技術進步。

🧐 SMIC的技術和設備

SMIC的N+2製程是由N+1製程演變而來，該製程於2020年10月首次開始生產。這兩個製程都使用DUV浸沒式光刻技術，這是在EUV技術出現之前眾多代工廠不得不依賴的技術。SMIC的N+2同樣有能力使用EUV技術，並曾試圖從ASML購買該設備。然而，美國對該技術實施了出口禁令，阻止了SMIC的路線圖的一部分。根據TechInsights和SemiAnalysis的報告，N+2和TSMC的N7幾乎相同，包括晶體管的物理尺寸和FinFET的位置。由於TSMC於2018年大量出貨N7芯片，因此N7等效的大量生產將使SMIC的技術落後於領先地位約4到6年。雖然N+2是所有代工廠向客戶提供的最先進的製程之一，但在沒有EUV的情況下，它在經濟上是否具有競爭力尚待觀察。

🤯 SMIC與TSMC的比較

和TSMC的製程相比，SMIC的N+2製程在物理尺寸和技術上非常相似。然而，TSMC的N6製程是目前市場上表現更好的N7等效製程。由於N6採用了EUV技術，它在性能和生產上具有更大的優勢。根據經濟競爭力而言，在目前開放市場上，SMIC的N+2製程可能還不具備競爭力。

👥 HiSilicon對SMIC的影響

或許SMIC已經預料到N+2只會成為中國市場的產品。N+2與TSMC的N7非常相似，這無疑搶奪了一些商業機密。TSMC曾在2002年和2006年成功在美國法院獲得禁止銷售使用TSMC商業機密的SMIC產品的支援。成功的話，這將使SMIC的N+2在國外市場上毫無價值，只能供中國國內和對友好國家的出口使用。SMIC肯定關注到了對國內市場的出口能力，這也在他們最新的盈利報告中得到了強調。然而，我懷疑他們是否不再依賴於出口能力。自從2000年代初期TSMC與SMIC的首次訴訟之後，中國芯片設計行業已經取得了很大的進步。現在它更加成熟，中國的電子行業已經進入了一個更高的水平。我相信華為的芯片設計部門HiSilicon會喜歡使用N+2來生產高性能的中國移動處理器和用於流行的雲服務的服務器芯片。隨著TSMC N7上的Kirin 980,985和990系列芯片的出貨量，HiSilicon作為TSMC的旗艦客戶之一，對這項技術應該是熟悉的。如果一個隨便的比特幣挖礦者都能使用N+2，那麼HiSilicon也能使用。

🚫 禁止出口對SMIC的影響

對於SMIC走向領先地位的長征路線來說，獲得最新的光刻技術至關重要。最近有消息稱，美國政府正在推動荷蘭ASML和日本尼康禁止向中國出口他們的浸沒式DUV光刻機器。這個推動的時間點和N+2的發貨可能並非巧合。美國長期以來一直阻止將最新和最先進的EUV機器出口給中國。然而，將阻止範圍擴大到浸沒式光刻是有趣的，也是向前邁出的又一步。浸沒光刻機器使用水和其他液體來提高193奈米ArF激光技術的解析度，稱為“乾式”。它們是現代半導體製造的中流砥柱，並且非常成熟。第一代浸沒光刻機器於2003年進入市場。如今，市場上只有兩家供應商，即ASML和尼康。乾式浸沒193奈米ArF機器可以改裝成浸沒光刻機器。這可以相對迅速地完成，但需要相當大的技術工作和專門知識。西方半導體行業從乾式到第一代浸沒光刻機器的轉變需要約2到3年時間。而像N7等效的製程則需要更複雜的浸沒技術，這將增加時間軸。截至目前，日本和荷蘭尚未就是否禁止出口做出決定。中國政府對此做出了反應，聲稱這是不公平、不正當的行為。這是一個非常情感化的話題。但是這感覺並不公平。那麼自由市場呢？我理解。但是每個政府都會保護本國重要的產業。歐洲保護他們的汽車產業，中國保護他們的電信和互聯網行業，美國自冷戰以來一直保護他們的計算技術產業。避免美國技術流入敵對國家的出口管制協議已經廣泛討論了幾十年了。全球各地的智庫和互聯網論壇繼續就其是否有效進行辯論。我猜測，禁止193納米浸沒式光刻技術的出口，而不禁止乾式ArF技術的出口（在我看來這似乎不可行），將使SMIC通往領先地位的長征之旅加上4-6年。此類禁令也可能刺激中國在國產光刻技術方面進行大量投資。首先是維護現有浸沒設備的設備，其次是幫助實現從“乾式”到“浸沒”的過渡。如果掌握了這些技術，就可以利用其專業知識打造更全面的系統。這些公司能否像ASML或尼康一樣出貨同等的完整系統？這是可以討論的。我個人覺得差距更大。可能需要幾年的時間。不過，它是不可逾越的嗎？沒有什麼是不可能的。

🏁 結語

在高產量和良率良好的條件下實現一個合法的7奈米製程對於中國的先進製造業來說是一個巨大的成功。只有其他三家公司曾經成功達到這種規模和複雜程度。無論有什麼標註，中國和中國人民應該為這一成就感到自豪。那麼，美國該怎麼辦呢？禁止浸沒光刻，即使成功，也不會對中美半導體差距造成永久性破壞。它只能維持並可能稍微擴大中美之間的半導體差距。當然，政府可能已經意識到這一點，從而非常重視那幾年的時間。正如我在之前一段視頻中提到的，美國對日本的半導體挑戰作出的回應。是的，政治是存在的，美國政府也參與其中。但他們能做的只是贏得一點時間。如果美國半導體公司只是向政府抱怨，要求拯救他們，那麼他們將合理地淪為沉淪之地。應該利用這寶貴的時間，開拓新市場，改進製造上的一些不足，引進創新的供應商等等。近40年過去了，我覺得他們需要重新鼓起斗志，再一次做到。用我最喜歡的Netflix劇《魔城》中的一句話來結束：“不要道歉，只需要變得更好。”