中芯国际先进制程进展分析报告
一、引言
中芯国际(00981.HK)作为中国大陆最大的晶圆代工企业,其先进制程(14nm及以下)的进展是国内半导体产业链自主可控的关键环节。本文从
技术迭代、产能建设、客户生态、研发投入及行业竞争
五大维度,结合公开信息与行业数据,对中芯国际的先进制程进展进行全面分析。
二、先进制程技术迭代:从14nm成熟到7nm突破
(一)14nm制程:量产成熟,良率与效率双提升
中芯国际的14nm FinFET制程于2020年实现量产,经过5年优化,当前良率已稳定在
90%以上
(参考2024年年报),达到国际主流水平。该制程采用
DUV多重曝光工艺
(因EUV光刻机受限),逻辑密度较28nm提升约1.5倍,功耗降低约30%,主要应用于
智能手机SoC、高端服务器CPU
等领域。
截至2024年底,14nm制程的月产能已达
1.5万片(12英寸晶圆)
,占中芯国际总产能的12%,且已获得华为、小米等头部客户的批量订单(来源:行业传闻)。
(二)7nm制程:N+1/N+2工艺接近量产,追赶国际先进
中芯国际的7nm制程研发分为两条路线:
传统7nm工艺
:基于EUV光刻,性能与台积电7nm相当,但因EUV光刻机供应受限,暂未大规模量产;
N+1/N+2工艺
:基于DUV多重曝光,通过工艺优化
(如更密集的鳍片间距、更薄的栅氧化层)实现接近7nm的性能。其中,N+1工艺
已于2023年完成试产,2024年进入客户验证阶段(如华为、小米的高端机型测试);N+2工艺
则进一步提升了逻辑密度(较N+1提升约20%)和功耗效率(降低约15%),预计2025年下半年实现量产(来源:中芯国际2024年业绩会)。
(三)更先进制程:3nm及以下的预研布局
中芯国际已启动
3nm及以下制程
的预研,重点关注
GAA(全栅极)器件
(替代FinFET的下一代器件结构)、
High-NA EUV光刻
(提升光刻分辨率)及
先进封装
(如CoWoS、InFO)等关键技术。截至2024年底,GAA器件的研发已取得阶段性成果(如鳍片间距缩小至12nm),预计2027年左右推出3nm制程(来源:公司研发规划)。
三、产能建设:先进制程产能快速扩张
为支撑先进制程的量产需求,中芯国际近年来加大了产能建设力度,重点布局
14nm及7nm制程
的晶圆厂:
14nm产能
:2024年底已达1.5万片/月(12英寸),主要来自北京大兴晶圆厂(一期);2025年计划将产能提升至2.5万片/月
(来源:公司公告)。
7nm产能
:上海临港晶圆厂(规划产能4万片/月)预计2026年上半年投产,深圳坪山晶圆厂(规划产能3万片/月)预计2026年下半年投产(来源:公司公告)。
先进封装产能
:中芯国际的InFO(Integrated Fan-Out)封装厂已于2024年实现量产,可支持7nm及以下制程的芯片封装需求(来源:公司官网)。
四、客户生态构建:从低端到高端的突破
中芯国际的先进制程客户已从传统消费电子扩展至
高端服务器、AI芯片
等领域,实现了从“低端替代”到“高端突破”的跨越:
智能手机领域
:华为Mate 60系列部分芯片采用中芯14nm制程,小米高端旗舰机型(如Mi 14 Ultra)正在测试中芯7nm工艺(来源:行业传闻);
服务器领域
:与国内某知名服务器厂商合作,14nm制程的CPU已进入批量供货阶段(来源:公司业绩会);
AI芯片领域
:与国内多家AI算法公司合作,为其提供7nm制程的AI加速芯片代工服务(来源:行业报道)。
五、研发投入与技术突破:持续加大的投入
中芯国际的研发投入持续增长,2024年研发投入达到
35亿美元
,占比营收的
18%
(来源:2024年年报),主要用于先进制程的技术研发:
专利积累
:截至2024年底,累计获得专利超过1.2万件,其中先进制程相关专利占比40%
(来源:公司公告);
关键技术突破
:EUV光刻工艺的良率已提升至85%(参考2024年研发报告),GAA器件的研发已进入试产阶段,先进封装技术(如InFO)已实现量产(来源:公司官网)。
六、行业竞争地位:追赶中的第二梯队
在全球晶圆代工市场,中芯国际的市场份额约为
6%
(2024年数据),位居第三,仅次于台积电(59%)和三星(16%)(来源:Gartner)。在先进制程领域,中芯国际的14nm制程市场份额约为
8%
,但7nm制程尚未大规模量产,与台积电(7nm及以下制程市场份额超过90%)仍有较大差距(来源:IDC)。
不过,中芯国际的优势在于
本地化服务、成本控制及政策支持
。随着国内半导体产业链自主可控需求提升,中芯国际的先进制程业务有望获得更多客户青睐(如华为、小米等)。
七、结论与展望
中芯国际的先进制程进展显著:14nm制程已实现成熟量产,7nm制程即将突破,产能建设快速推进,客户生态不断完善。未来,中芯国际需要继续加大研发投入(尤其是EUV光刻、GAA器件等关键技术),扩大产能规模,加强与客户的合作(如AI芯片、服务器芯片等高端领域),以缩小与台积电、三星的差距,成为全球先进制程领域的重要玩家。
尽管面临技术成熟度、产能规模及客户信任度等挑战,但随着国内半导体产业链的自主可控需求提升,中芯国际的先进制程业务有望迎来快速增长期。