N＋1工艺，力求破局

最新消息，中芯国际CEO梁孟松宣布中芯国际目前正在全力研发N＋1工艺，已进入客户导入产品认证阶段，并且提到N＋1工艺的芯片相较14nm性能提升20％、功耗降低57％、逻辑面积缩小63％，SoC面积缩小55％。

从中芯国际N＋1工艺芯片性能来看，几乎相当于台积电第一代7nm工艺，预计年底即可量产。

值得注意的是，中芯国际的N＋1工艺并不等于7nm工艺。市场上7nm工艺相较14nm，基准提升幅度是35％，而中芯国际的N＋1工艺提升幅度为20％，相较略为逊色。但其成本较低，且N＋1工艺制程并不需要EUV。在这一点上，中芯国际无疑是取得了技术性的突破。

N＋1取得的喜人成就，不禁让业界对中芯国际的N＋2工艺充满期待，N＋2工艺在性能上比N＋1进一步提升，更逼近市场7nm工艺。

相对于半导体市场的7nm，N＋1工艺上虽然比7nm稍显逊色，但其成本比市场上的7nm低大约10％。对于半导体产品需求大的厂商，无疑这个突如其来的喜讯定会引起他们极大的兴趣。此外，相较美国控股的台积电，中芯国际显然更值得他们信赖。

中芯国际在制程工艺上的进步，对国内半导体企业有着很大的激励作用。然而，中芯国际的技术发展之路上，并不是一帆风顺的。

不容忽视的技术代差

早在2017年，中芯国际的集成电路制造工艺还停留在28nm阶段，而此时的台积电已经开始量产10nm集成电路芯片。28nm和10nm之间还间隔着14nm的制作工艺差距。数据显示，同功耗下14nm可达到的频率比28nm要高出61％。中芯国际和台积电的技术差距可想而知。

这个问题，随着梁孟松的加入，终于有了改观。梁孟松用了仅仅300天的时间，就让中芯国际实现了从28nm到14nm的技术跨越，14nm芯片的良品率也从3％提高到 95％。可以说，梁孟松的加入带动了中芯国际制程工艺的跨越式发展。中芯国际实现28nm到14nm的跨越，也极大地振奋了国内自主芯片产业的信心。

2020年1月份，中芯国际再次传来了令人激动的喜讯，中芯国际旗下的的中芯南方集成电路制造有限公司宣布首条14nm生产线投入生产。

然而，中芯国际的集成电路制造技术距世界先进水平还是有很大差距。不久前，台积电宣布5nm生产线即将投入量产，而同为半导体产业的三星已经将目光转向3nm生产线。在芯片领域，14nm和5nm之间还间隔着7nm的技术差距，也就是说，中芯国际和台积电的半导体技术仍然相差两代。

中芯国际制造技术突破的道路上，有两个难题——技术封锁和资金匮乏。

众所周知，半导体产业发展是建立在“烧钱”模式上的。每一次纳米工艺的进步，其成本都以几何倍增长。2019年中芯国际投入研发的资金达6．874亿美元，占销售收入的22％。

圆晶的成本随着制程的金属层数随着工艺的演进不断提升。例如13nm制程有六层金属，5nm最少会有14层金属，此外，半导体制作中还要引入新的技术，14nm时需要引入FinFET技术，5nm时引入堆叠横向纳米线技术。

其次是光刻技术成本。40nm和45nm制程需要用到40层光罩，而14nm和10nm就需要60层光罩。这对光刻机的要求近乎是苛刻的，而全球仅有一家成功成功开发EUV的公司——荷兰的阿斯麦。去年5月，中芯国际向荷兰订购一台光刻机，而这台光刻机的价格就达1．2亿欧元，其价格相当于两架波音737。

再者，美国一直掌握着半导体产业的核心技术，对中国半导体企业进行技术封锁。据路透社报道，美国周一宣布对中国半导体设备限制出口，防止中国通过民用商业等途径获取半导体设备和技术。

纵观中芯国际发展历程，在重重困境中一步步走到今天，实属不易。虽然中芯国际的工艺实力相较于世界顶尖水平还有差距，但中芯国际依旧给业界创造了不少奇迹。N＋1工艺已经逼近7nm水准，而往后性能更加强大的的N＋2工艺，必然能在技术上让中芯国际更有底气。

中芯国际此次技术工艺的突破，对中国半导体企业来说也具有战略意义。一方面，中芯国际的技术突破让“中国芯”在半导体产业有了更多的话语权，为中国电子产品企业的进一步发展奠定了基础。另一方面，中芯国际的新工艺也为我国半导体企业研发争取了更多的时间。

不过，目前国内半导体产业仍处于发展阶段，还存在很大差距，这也意味着中芯国际的前行之路依旧任重道远。在半导体产业大环境不利的情况下，中芯国际技术发展之路，必然充满着千难万险。