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厦门联芯试产28纳米HKMG制程良率达98% 恐威胁中芯(00981)龙头地位

2018年3月29日 18:12:50

本文来自 “TechNews”,作者为“Atkinson”。

随着28纳米Poly/SiON制程技术成功量产,再加上2018年2月成功试产客户采用28纳米High-K/Metal Gate(HKMG)制程技术的产品,试产良率高达98%之后,厦门联芯在28纳米节点上的技术快速成熟。这相对于当前代表中国晶圆代工龙头的中芯(00981),在28纳米HKMG制程良率一直不如预期的情况下,如果中芯新任联席首席CEO梁孟松无法改善这样的情况,并且力求在14纳米的制程上有所突破,则中芯在中国的晶圆代工龙头地位可能面临不保的情况。

根据中国厦门联芯集成电路的公告指出,该公司再次取得了技术发展上的新里程碑。也就是说,中国厦门联芯已于2018年2月成功试产客户采用28纳米High-K/Metal Gate制程技术的产品,而且试产良率高达98%。使得目前中国厦门联芯是继中芯之后,能同时提供Poly/SiON和High-K/Metal Gate两种制程技术的厂商。

事实上,中国中芯半导体早在2016年2月份就宣布28纳米HKMG制程已经成功进入设计定案阶段(tape-out),是中国内地晶圆厂中,首家可同时提供28纳米多晶硅(Poly SiON)与高介电常数金属闸极(High-K/Metal Gate,HKMG)制程的厂商。

业界人士指出,因为HKMG技术较Poly SiON困难许多,但可较Poly SiON技术改善驱动能力、提升晶体管的性能,同时大幅降低闸极漏电量所形成的绝缘层,氧化物厚度也较薄,能进一步可降低晶体管的尺寸。因此,首度被用于45纳米制程之后,各大厂在进行制程优化的同时,也都会积极推出HKMG制程。

而也因为HKMG流程的差异性,在金属闸极在源极与汲极区之前或之后形成,使得HKMG流程分为IBM为首的Gate-first,及英特尔为主的Gate-last两大阵营。不过,因为Gate-last要做到与Gate-first管芯密度相同,需要较复杂的工序与设计端的调整。因此,包括台积电、格罗方德等大厂都在一开始采Gate-first制程,联电则是采混合式进行。

然而,该项技术发展到后来,都遭遇到Vt临界电压难以控制,功耗暴增的难解情况。所以,台积电在2010年发展28纳米制程时,毅然决然改走Gate-last。到了2012年,台积电包含HKMG制程的28纳米全世代制程技术才进行量产。至于,联电的部分,则是到2014年下半年,才推出28纳米HKMG制程。

而中国中芯在HKMG制程上则是走与台积电、联电相反的道路。中芯在28纳米节点原先走Gate-last,在2012年得到IBM的协助,签订合作开发协议之后,采取以Gate-last与Gate-first兼容进行技术开发。不过,不同于先前40纳米节点的技术授权方式,而是IBM后来同意中芯可就研发成果往更先进制程开发。因此,直到2016年2月,中芯正式宣布28纳米的HKMG制程已成功进入设计定案的阶段。

但是,就在中芯半导体大力推广28纳米节点制程的同时,2017年就有媒体点名指出,虽然中芯的28纳米处于快速成长阶段,但从产品规格来分析,其多偏向中低端的28纳米Ploy/SiON技术,高端的28纳米HKMG制程良率一直不如预期。另外,当时德意志银行还在投资报告中指出,因为中芯的28纳米晶圆不论在回报率、价格及毛利上都遇到挑战。因此,客户虽然未来3年对28纳米晶圆需求强烈。但是,中芯国际的28纳米晶圆生产缓慢,加上高端技术门槛都让其生产线缺乏竞争力。

因此,对于这样的情况,就有业界人士指出,在当前中芯的28纳米高端制程发展不顺,又厦门联芯有联电背后的技术支持,使得技术良率不断提升。再加上28纳米制程为中端手机芯片和高端网络芯片采用的主力制程,联芯势必将抢攻中国手机芯片的订单的情况下,不但厦门联芯恐分食中芯的市占率。而且,这对中芯来说,厦门联芯未来将有机会威胁中芯中国晶圆代工的龙头地位。(编辑:王梦艳)

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