被美國禁運的中芯呢?
台積電的投資人和台灣民眾,都很關心被美國禁運的中芯現在如何了。
關於中芯,請參見我部落格中的相關貼文:《台積電(TSMC)的2大長期威脅:美國和中芯》,《梁孟松是中芯(SMIC)突破美國封鎖的功臣》,《台積電,英特爾,三星,中芯,Rapidus良率和先進製程的比較》和《台積電,英特爾,三星,中芯,Rapidus未來晶片的新製程路線圖對照表》
晶片製程技術
成功開發出7奈米
在完善 28 奈米和 14 奈米製程後,梁孟松更在美國禁運,多方阻撓,中芯沒有艾斯摩爾的EUV,多數人認為是不可能辦到的前提下,2023年協助中芯成功開發出 7 奈米製程。
「日經新聞」先前報導,半導體調查公司TechanaLye社長清水洋治說,中芯的實力只落後台積電3年,尤其中芯採用7奈米技術,整體表現卻能和台積電5奈米性能同等級,代表陸製半導體的設計能力已進一步提升。
5奈米已經量產成功
2025年12月,媒體報導Wccftech拆解研究證實:中芯以多重圖案化開發出 5 奈米製程並獲得突破,中芯在沒有艾斯摩爾的EUV的困難情況下,已成功量產5 奈米節點的製程,也就是中芯N+3 的大量生產。華為的麒麟 9030 系統單晶片(SoC)則開始正式使用此先進節點製成來生產製造。
艾斯摩爾受限於美國禁令,無法出售最先進的EUV給陸廠,中芯只能仰賴深紫外光(DUV)設備,DUV波長達193~248奈米,遠遠不及EUV的13.5奈米。中芯要製造先進製程晶片,得要重複曝光,這不只提高了晶圓生產成本,也相當費時。
DUV 浸潤式曝光機的最小波長為 193 奈米。相較之下,EUV 曝光機的波長僅為 13.5 奈米,能在更小節點時提供了更多的生產可能性。因此,在使用 DUV 浸潤式曝光機進行先進製程的製程技術生產時,其所耗費的成本,以及最後的良率狀況,將會是最重要的關鍵。
外界估計中芯的5奈米晶片,生產成本比台積電使用EUV的5奈米貴了50%。Wccftech 報導指出中芯將在 2025 年完成其 5 奈米製程技術的開發,但因只能仰賴深紫外光(DUV)設備,目前良率推估僅為台積電在同一技術上的良率的1/3,約33%。
3奈米已有腹案
美國《Tom’s Hardware》雜誌已指出中芯和華為已經使用DUV和多重圖案化申請了3奈米製程的專利,合理推論中芯早就發展出3奈米製程的技術了,商業化推出時程只是時間早晩的問題。
註:華為已經宣佈在2024年底和2025年將推出採用5奈米工藝的晶片。而華為晶片的代工廠就是中芯。
註:中芯是台積電長期的唯二對手之一,詳情請見我的另一篇貼文《台積電(TSMC)的2大長期威脅:美國和中芯》
註:艾司摩爾執行長富凱(Christophe Fouquet)在公布2024年第3季財報時表示,中國大陸企業具備自行生產5奈米、3奈米晶片的潛力,但只因為沒有EUV,只能用DUV,造成產量和良率可能受限。
中芯的晶片製程良率
談到中芯,就必需談到以下兩件事:
- 由於美國懼怕中國的崛起,聯合各國對中國進行科技封鎖,其中先進半導體的製造設備和材料禁運更是密不透風,造成中芯在14奈米製程以後的推進受到很大的延誤。
- 中芯近年來的先進製程和良率,有一個關鍵人物梁孟松;詳情請點選我的這篇貼文《梁孟松是中芯(SMIC)突破美國封鎖的功臣》
梁孟松加入後良率大幅改善
2017 年,梁孟松加入中芯後,中芯國際 28 奈米製程良率便開始提⾼。
由於太晚研發 22 奈米⽽錯失量產良機,他決定直接跳過下⼀代 22 奈米製程,轉攻量產 14 奈米製程策略。
梁孟松將 14 奈米製程良率在 298 天內,從3%⼤幅提升⾄95%以上,使得中芯成為繼台積電、聯電、三星、格羅⽅德和英特爾後,全球第六家能⽣產14奈米晶片的企業之⼀;也成為全球第五家能製造12 奈米製程的企業。
無法取得EUV下先進製程的突破
3奈⽶2026年流片
中芯已啟動3奈⽶晶⽚研發,採⽤GAA環繞柵極技術和⼆維材料,預計2026年流⽚。同時,基於碳奈⽶管的3奈⽶碳基晶⽚已完成實驗室驗證,正在中芯國際進⾏產線適配。
2025年做出5奈米
2025年5月,華為與中芯國際聯手,以多重圖案化開發出 5 奈米製程並獲得突破,中芯在沒有艾斯摩爾的EUV的困難情況下,已在2025年生產出5 奈米製程的晶片,並用於華為的麒麟X90晶⽚。華為透過中芯國際N+2製程與⻑電科技(JCET)4奈⽶封裝技術來⽀撐量產,其實際製程技術相當於7奈⽶,主要透過⼩晶⽚(Chiplet)設計,再藉由先進封裝技術整合實現性能躍升。
5奈⽶技術路線徹底避開EUV光刻機依賴,華為採⽤上海微電⼦(SMEE)研發的SSA800系列步進掃描光刻機,通過多重曝光實現5奈⽶線寬;刻蝕機採⽤中微公司(AMEC)的5奈⽶刻蝕設備,精度達到原⼦級,號稱刻蝕速率⽐國際⽔準提升15%。⾄於量測設備,北⽅華創(NAURA)的電⼦束量測系統,實現奈⽶級缺陷檢測的國產化替代。也就是說,5奈⽶的突破,帶動⼤陸國內半導體設備、材料、設計⼯具等全產業鏈發展。
2023年做出7奈米
中芯沒有艾斯摩爾的EUV,多數人認為是不可能辦到的前提下,2023年協助中芯以DUV成功開發出 7 奈米製程。EUV設備進行7奈米工藝只需9道工序,但使用DUV設備則需要34道工序,2024年5月時,市場專業人士推估中芯7奈米晶片良率業界估計約在50%以下。
用DUV生產先進製程已達40%的良率,目標60%
2025年2月,英國金融時報引述兩名知情人士說法報導,在被迫只能用DVU的前提下,中芯採用N+2製程,能夠不用極紫外光(EUV)技術為華生產的先進AI晶片昇騰910C的良率,已由一年前的20%提高到能夠賺錢的40%。
中芯的目標是將良率提高到台積電為輝達生產的同級H100晶片的60%良率。Creative Strategies顧問公司據此一基礎表示,中芯40%的良率將能夠商業化───意思就是這樣的良率水準不僅不會虧本,還可以賺錢。
2024年起的世界前三⼤晶圓代⼯廠
依據TrendForce集邦諮詢6⽉12⽇發布的調查顯⽰:2024年⾸季全球前10⼤晶圓代⼯廠產值為292億美元、季減4.3%。其中的前三大如下:
- 台積電營收季減約4.1%⾄188.5億美元,市占61.7%。
- 三星營收季減7.2%⾄33.6億美元,市占降⾄11%。
- 中芯營收季增4.3%⾄17.5億美元,表現優於同業,市占5.7%、⼀舉超越格芯與聯電躍升⾄第3名。
值得一提的是,中芯排名已經上升⾄第3名,拉近和三星的距離,三星以往幾年市佔長期都在15-17%間。這也印證了我在三年前的貼文中的觀點《台積電(TSMC)的2大長期威脅:美國和中芯》
中芯現在比被美國禁運前更為強大,不僅在沒有EUV的情形下,造出了7奈米和5奈米晶片,而且良率竟能打破所有人的眼鏡,突破40%,達到能賺錢的門檻。
更重要的是,2024年的一整年開始,中芯已經是全球第三大的晶圓代工廠了,而且和三星的市佔拉近至約5至6個百分點。
中芯28奈米降價40%
2025年1月,中芯無預警調降28奈米價格,每片從2500美元下降至1500美元,跌幅達到40%,高達一千美元的價差相當罕見,震撼市場。
我在《常見的6大半導體投資迷思》貼文中強調過:世界上絕大部份的晶片都不需要先進製程。尤於中芯2024年開始已是全球第三大的晶圓代工廠,這次的降價將對全世界的成熟製程產生重要的影響,聯電,世界先進,格芯;甚至於三星和台積電的成熟製程,若不強迫客戶綁成熟製程,前景都會受到影響。
TrendForce表示,數據顯示,2024年台灣在成熟製程的市佔率為44%領先全球,但中國以31%緊追在後,等到2027年,中國會取得重大進展,市占率提升至39%,台灣會下降至40%左右,雙方幾乎沒有差距。再往後,中國將會主導控制全世界的成熟製程市場。
這也是為何美國和歐盟在2024年起,因為競爭不過中國的成熟製程,嚷著又要開始制裁中國成熟製程所需的半導體設備的原因了。是的,相同的招術又來了!
沒有EUV的影響
中芯如何突破?
中芯沒有EUV,轉而依賴較舊的深紫外線 (DUV) 曝光技術,並結合一種稱作自對準四重圖案化 (SAQP) 的複雜方法。靠這項複雜製程生產出5奈米和7奈米晶片,但與台積電使用的最新技術相比,成本更高、耗時更長,而且產量更低。
未來呢?
中國本土的半導體設備商新凱來(SiCarrier )和中微(SMEE),以及哈爾濱工業大學等學術單位都在加緊開發艾斯摩爾EUV的替代品,而且初步成果都證實可行,需要的就只是時間和如何落實的問題。產業界,包括艾斯摩爾,都相信幾年內中國就可以造出艾斯摩爾EUV的替代品。
如果中芯有EUV
根據過去三四年中芯被美國半導體設備禁運後的表現,假設中芯買得到EUV光刻機的話,正常人都明白,台積電的好日子就快要到盡頭了。人才、設備、資金、市場、賣肝的程度、政府支持;那一項中芯沒有,除了EUV光刻機之外。
結語
套一句尼采(Friedrich Nietzsche)曾說過的話:「凡殺不死我的,必使我更強大。」中芯和華為都證明了,有辦法挺過美國無理禁運而活下來的,這兩家公司向世人和美國展現出───現在反而比被美國禁運前更為強大。
那些不敢向美國說不,屈從於美國的日本半導體業,法國的阿爾斯通,東芝,威盛,宏達電和台灣的面板業;無一例外,全都倒下,沒有一個倖存。

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