中芯遇對手：廈門聯芯試產28納米HKMG工藝良率98%

隨著 28 納米 Poly/SiON 工藝技術成功量產，再加上 2018 年 2 月成功試產客戶採用 28 納米 High-K/Metal Gate（HKMG）工藝技術的產品，試產良率高達 98% 之後，廈門聯芯在 28 納米節點上的技術快速成熟。這相對於當前代表中國晶圓代工龍頭的中芯，在 28 納米 HKMG 工藝良率一直不如預期的情況下，如果中芯新任聯席首席CEO梁孟松無法改善這樣的情況，並且力求在 14 納米的工藝上有所突破，則中芯在中國的晶圓代工龍頭地位可能面臨不保的情況。

根據中國廈門聯芯集成電路的公告指出，該公司再次取得了技術發展上的新里程碑。也就是說，中國廈門聯芯已於 2018 年 2 月成功試產客戶採用 28 納米 High-K/Metal Gate 工藝技術的產品，而且試產良率高達 98%。使得目前中國廈門聯芯是繼中芯之後，能同時提供 Poly/SiON 和 High-K/Metal Gate 兩種工藝技術的廠商。

事實上，中國中芯半導體早在 2016 年 2 月份就宣布 28 納米 HKMG 工藝已經成功進入設計定案階段（tape-out），是中國內地晶圓廠中，首家可同時提供 28 納米多晶硅（PolySiON）與高介電常數金屬閘極（High-K/Metal Gate，HKMG）工藝的廠商。

業界人士指出，因為 HKMG 技術較 PolySiON 困難許多，但可較 PolySiON技術 改善驅動能力、提升晶體管的性能，同時大幅降低閘極漏電量所形成的絕緣層，氧化物厚度也較薄，能進一步可降低晶體管的尺寸。因此，首度被用於 45 納米工藝之後，各大廠在進行工藝優化的同時，也都會積極推出 HKMG 工藝。

而也因為 HKMG 流程的差異性，在金屬閘極在源極與汲極區之前或之後形成，使得 HKMG 流程分為 IBM 為首的 Gate-first，及英特爾為主的 Gate-last 兩大陣營。不過，因為 Gate-last 要做到與 Gate-first 管芯密度相同，需要較複雜的工序與設計端的調整。因此，包括台積電、格羅方德等大廠都在一開始采 Gate-first 工藝，聯電則是采混合式進行。

然而，該項技術發展到後來，都遭遇到 Vt 臨界電壓難以控制，功耗暴增的難解情況。所以，台積電在 2010 年發展 28 納米工藝時，毅然決然改走 Gate-last。到了 2012 年，台積電包含 HKMG 工藝的 28 納米全世代工藝技術才進行量產。至於，聯電的部分，則是到 2014 年下半年，才推出 28 納米 HKMG 工藝。

而中國中芯在 HKMG 工藝上則是走與台積電、聯電相反的道路。中芯在 28 納米節點原先走 Gate-last，在 2012 年得到 IBM 的協助，簽訂合作開發協議之後，採取以 Gate-last 與 Gate-first 兼容進行技術開發。不過，不同於先前 40 納米節點的技術授權方式，而是 IBM 後來同意中芯可就研發成果往更先進工藝開發。因此，直到 2016 年 2 月，中芯正式宣布 28 納米的 HKMG 工藝已成功進入設計定案的階段。

但是，就在中芯半導體大力推廣 28 納米節點工藝的同時，2017 年就有外媒點名指出，雖然中芯的 28 納米處於快速成長階段，但從產品規格來分析，其多偏向中低端的 28 納米 Ploy/SiON 技術，高端的 28 納米 HKMG 工藝良率一直不如預期。另外，當時德意志銀行還在投資報告中指出，因為中芯的 28 納米晶圓不論在回報率、價格及毛利上都遇到挑戰。因此，客戶雖然未來 3 年對 28 納米晶圓需求強烈。但是，中芯國際的 28 納米晶圓生產緩慢，加上高端技術門檻都讓其生產線缺乏競爭力。

因此，對於這樣的情況，就有業界人士指出，在當前中芯的 28 納米高端工藝發展不順，又廈門聯芯有聯電背後的技術支持，使得技術良率不斷提升。再加上 28 納米工藝為中端手機晶元和高端網路晶元採用的主力工藝，聯芯勢必將搶攻中國手機晶元的訂單的情況下，不但廈門聯芯恐分食中芯的市佔率。而且，這對中芯來說，廈門聯芯未來將有機會威脅中芯中國晶圓代工的龍頭地位。

原文微信公眾號：technews2013，已獲授權轉載， 鏈接：http://technews.cn/2018/03/29/uscxm-smic/

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