矽島傳奇回顧4

先進製程競賽,台、韓比拚2奈米,中國大陸追趕仍落後

◎ 報導/劉俐均
◎ 攝影/張鎮安
◎ 發布日期/2024.09.14

中國大陸受到《美國晶片法案》的箝制,高階晶片出口到中國大陸都有限制,不過華為最新推出的手機,搭載使用的中芯製造的7奈米晶片,成為一大亮點,不過專家分析,中國大陸雖然能夠製造出相當於7奈米的晶片,但是產量跟良率還是不到位,尤其在先進製程的設備上受限制,要追趕台灣和韓國,恐怕仍有一大段路。

手機行老闆周信宏:「這個5G的晶片分4G跟5G,那雙5G的話又是256以上的,都是最新晶片。」

使用5G處理器速度更快,能耗更低,比拚高階晶片戰場,除了PC之外,就是手機。

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▲ 手機行老闆周信宏說,5G手機是目前主流。(圖/TVBS)

資深記者劉俐均:「各家廠牌高階手機都是搭載5G晶片,不過中國大陸因為受到美國晶片法案的箝制,出口到中國大陸的高階晶片受到限制,華為最新推出的Mate系列,使用就是中芯製造的7奈米晶片,也搭載5G,這也讓外界猜測,中國大陸的晶片製程有所突破嗎?」

用中芯國際N+1製造技術可以生產到5G處理器,相當於7奈米製程技術,看似追趕上先進製程腳步,但研究機構指出,現階段出品的預期良率低於50%,成為華為5G手機出貨量的一大限制。

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▲ 受到美國晶片法案限制,華為Mate系列手機,與中國晶片公司中芯國際合作。(圖/達志影像路透社)

IDC資深研究經理曾冠瑋:「現在中國主要量產28奈米以上晶片,但中芯國際已經有7奈米技術,甚至其實有6奈米的這個技術,產能部分還有需要提升的空間。」

2022年拜登簽署《美國晶片法案》,除了補貼英特爾、美光等美國半導體公司之外,也補貼台積電、三星在美國投資的國外半導體公司,但附加條件是10年內不能在中國大陸投資28奈米以下的半導體製程,同時美、日、台、韓同組半導體四方聯盟,讓原本在半導體供應鏈上就落後的中國大陸,想要突破防線更加困難。

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▲ 中國手機廠華為11月推出兩款新手機,對外宣稱已賣出450萬台,外界預估中芯自製晶片良率不高。(圖/TVBS)

中國大陸廠牌無法導入Google介面軟體,也沒有辦法取得5G晶片技術下,華為仍舊推出新機,從過去使用台積電晶片,到自產7奈米晶片,等於不再侷限28奈米,是否跟台積電的技術差距從十年拉近到五年?

中經院國際經濟所副研究員戴志言分析:「事實上(中芯)與台灣製程的差距,老實講起來,若把成本因素、良率考慮進來,差距可能不只有四、五年,再往下走,它要做更多材料設備上的突破,但這一塊現在是被封鎖住的。」

台經院產經資料庫總監劉佩真:「中芯國際在7奈米製程的良率還是比較偏低,也就是說,其實藉由在中國官方的金額補助,使得中芯國際得以順利量產。」

中國大陸半導體發展難度的關鍵,主要在於美國對中國禁運最先進的極紫外光微影機台,中芯使用的傳統微影技術,勉強生產7奈米,良率、產能都遠低於一般水準,與台灣、韓國相比,除了先進製程技術門檻設備不到位,即便用傳統模式生產,成本高到難以負荷,也很難量產。

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▲ 中芯使用的傳統微影技術生產7奈米,良率和產能遠低於一般水準。(圖/TVBS)

IDC資深研究經理曾冠瑋:「中國的EDA華大九天,製造的中芯國際,然後還有封測的天水華天,也都輔以完成5G晶片,或是高階晶片的製造,其實比較困難是在製造,尤其是美國限制中國廠商要取得16奈米以下的設備,需要去申請許可。」

當中國大陸卯足全力追趕的同時,台積電和三星早已在2奈米製程競賽,台積電2奈米進展順利,採用奈米片技術,轉換成良率超過80%,預計2025年實現技術量產,蘋果也預計在2025年導入2奈米製程晶片,而更先進的A16製程,將在2026年量產,而三星在3奈米輸給台積電,預計在2025年在2奈米製程開發第三代設計。

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▲ 華為推出5G手機,恐面臨晶片產能不足。(圖/TVBS)

中經院國際經濟所副研究員戴志言:「台灣在一些關鍵技術,比方說新製程技術取得領先之後,接下來又跟設備供應商,像ASML(艾司摩爾)開始研發更好的設備跟技術,所以台灣晶圓發展反而比較前瞻,不斷在製造技術上領先。」技術都有了,最終仍得比拚良率和產量,才能在半導體先進製程競賽中搶得先機。

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