中芯国际、台积电和两家芯片代工巨头之间的实力差距到底怎么样?:说实话,中芯国际和台积电很多方面都有差距!这个需要中芯国际加强研发,加快发展,这样中芯国
说实话,中芯国际和台积电很多方面都有差距!这个需要中芯国际加强研发,加快发展,这样中芯国际就有可能逐渐追上台积电。
现在中芯国际制造工艺技术,排在全球大概第四名的位置。前面三家是台积电,三星,英特尔。
从这几家公司制造工艺领先程度来看,中芯国际现在14纳米技术已经量产,可能12纳米工艺技术正在导入,这样的工艺技术水平也是能够排在比较先进的水平的。
但是现在台积电已经能够实现10纳米,7纳米,5纳米生产工艺的量产,三星也实现了5纳米生产工艺的量产,英特尔公司也能够实现。
中芯国际现在是12纳米工艺量产阶段,而台积电已经实现了5纳米工艺的量产,这个可能就是制造工艺技术的差距所在了。
这样的技术差距,可能需要几年的时间才能够慢慢缩小。
如果从全球芯片代工厂营业收入排名来看,这个差距也是很大的。台积电2019年,营业收入占有率达到了49.2%,三星占据了代工市场18%的份额,而中芯国际只占了5.1%的市场份额。这样的市场份额跟台积电相比,差距达到了将近9倍多。
因此,从2019年全球营业收入来看,中芯国际与台积电相差还是比较大的。
从生产能力方面来看,台积电比中芯国际生产能力大的多。中芯国际现在拥有3座8寸晶圆厂,4座12吋晶圆厂。其中,8吋产能共计23.3万片/月,12吋产能10.8万片/月。总产能47.6万片/月(折合8吋)。
台积电拥有8吋产能56.2万片/月,接近是中芯国际的两倍半。12吋产能74.5万片 /月,是中芯国际的7倍。
也就是说,台积电拥有的生产线数倍于中芯国际,这个也是需要中芯国际逐渐要追赶的。
在盈利能力上面,台积电比中芯国际高的更多。台积电2019年实现营收357亿美元,净利润115亿美元,净利率32%,ROE为21%,毛利率长期维持在47-50%之间,经营性净现金流205亿美元,是全球市值最大的半导体公司。
而2019年中芯国际收入为31.16亿美元,净利润2.35亿美元,毛利率20.6%。
可以看出来,中芯国际跟台积电相比,营收差距在10倍,而净利润差距达到了50倍的样子。
综上所述,中芯国际和台积电很多方面都有差距!这个需要中芯国际加强研发,加快发展,这样中芯国际就有可能逐渐追上台积电。
不吹不黑,中芯国际在中端芯片制造技术上可以与台积电拼一下,但是上升到高端芯片制造上就不行了。现在台积电稳步量产5纳米制程工艺的芯片,预计在2021年下半年量产3纳米制程工艺定位芯片。而中芯国际的目前正在量产14纳米制程工艺的芯片,接近于7纳米制程工艺的N+1和N+2也将于2020年年底试生产。
与三星,英特尔,中芯国际不同的是,台积电直接跳过了14纳米制程工艺,16纳米制程工艺之后就是10纳米级别的。基本上台积电的16纳米制程工艺与三星的14纳米制程工艺都是在2015年出现的,而中芯国际是在2019年底开始量产14纳米制程工艺芯片的,可见两者之间差了4年左右。也就是说,中芯国际目前的实力相当于台积电2015年的实力。但是呢,台积电的3纳米制程工艺也将于今年试生产,一切顺利的话,将在2021年正式量产,而中芯国际的N+1和N+2工艺也将在2021年量产。也就是说,中芯国际的14纳米制程工艺与台积电差了4年,7纳米制程工艺差了3年。这么来看的话,中芯国际的制程工艺与台积电的差距是逐渐缩小的。
在7纳米以及之前的制程工艺不用EUV光刻机也行,这些差距还是很容易被赶上来的。但是到了7纳米制程工艺以下,5纳米,3纳米就离不开EUV光刻机了。不是说,用DUV光刻机制造不出来,主要是因为制造出来的过程太慢了,耗费资金太多了,根本上就划不来。所以说,工艺越往下探,就对硬件设备的要求越高,EUV光刻机还是无法被取代啊。
如果说,中芯国际无法得到ASML的EUV光刻机或者国内制造不出来EUV光刻机,那么与台积电的技术水平又将被再次拉大。所以说,这里面的关键主要就是EUV光刻机了,只要中芯国际可以得到以上任意一个光刻机,那么其技术实力就不会被拉大了,而是会逐渐的缩小。
当然了,芯片制程工艺的发展离不开设备的支持,但是与人的关系也不小。同样使用DUV光刻机的台积电就可以量产7纳米制程工艺,而三星就做不到,这就要剔除设备的因素了。关键因素还是技术研发人员,可以说LMS到了三星之后,把三星的制程工艺提上去了,到了中芯国际后,短时间又把中芯国际的制程工艺提上去了。从此也可以看出,在芯片制造上,设备很重要,人材同样很重要。
现在中芯国际缺的不是人材,而是缺乏设备。想要追上台积电的步伐,还得有必备的设备啊啊。现在的中芯国际与台积电还是有不小的差距,就等待国产EUV光刻机取得突破了。只要国产EUV光刻机被制造出来,ASML会立刻向国内出售EUV光刻机。总而言之,中芯国际与台积电还有数年的差距,还需要继续努力的。当然了,EUV光刻机的制造难度很大,即便是ASML也是集世界之大成技术才制造出来的。不过,我国在一穷二白的时候,可以制造出原子弹,氢弹,洲际导弹,人造卫星。那么,在今天,集全国之力制造出EUV光刻机也肯定可以的。
而芯片的也不只局限于硅基,还有量子芯片,碳基芯片等新兴芯片在研发之中。在全力研发EUV光刻机时,也要在以上这些芯片领域发力,争取在新的芯片上赶上国际先进水平。
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最近中芯国际上市了,作为大陆芯片代工领域的老大,中芯国际受到了市场的热捧,其市值高达5800多亿,这样市值不可谓不高。有道是“同行是冤家”,因此很多网友喜欢拿中芯国际和台积电做对比,那么中芯国际和台积电之间的差距有多大呢?
光刻机是关键
早在2018年,中芯国际就在荷兰的AMSL采购了一台EUV光刻机,因为美国的阻扰,这个光刻机拖到现在还未运到大陆,因此中芯国际还是使用技术落后两代的DUV光刻机。因为设备上的差距,中芯国际目前能够量产的只是14nm的芯片,比如麒麟710A处理器就是中芯国际代工的,再往上的12nm、14nm就没有办法了。
为什么以美国为首的西方国家对禁止出口给中国最新的光刻机呢?这要说到瓦纳森协定,这个协定说白了就是技术保护的壁垒,至于美国为什么这样打压中国,这还要说到历史原因了,当然了,在这里就不多说了。更加可怕的是大陆能生产的光刻机还只是90nm工艺制程,如果美国掐断荷兰DUV光刻机和大陆的联系,那么中芯国际可能连14nm的芯片也无法生产。
反观台积电就不一样,只要他想采购最新的光刻机,荷兰AMSL都是有求必应。因此台积电在2020年已经量产5nm制程工艺的芯片。
技术的积累
同样是芯片代工厂商,三星、英特尔却不如台积电,但他们在设备也没有限制,为什么台积电能超越三星成为世界上最强的芯片代工厂商呢?要知道三星可是世界巨头,人们都称三星为“三星帝国”。说白了,还是台积电自身的技术强大。
在芯片代工领域,台积电经过了33年的发展,是世界上首家晶圆代工企业。而这几十年也是芯片发展的黄金时期,台积抓住了机遇,并且舍得在人才上投入巨大自己,因此台积电在芯片上的技术积累要远超其他友商。有道是一步领先、步步领先,台积电在芯片代工上的技术已经是业内第一,其他友商完全不是他的对手。
据悉,台积电将在2021年量产3nm制程工艺的芯片,并在2nm制程工艺的芯片技术上有所突破。反观中芯国际还在7nm制程工艺上苦苦探索。
不管是硬件上的设备,还是技术上的积累,中芯国际和台积电之间有着巨大的差距,这个差距不是一朝一夕能追上的,因此很多网友表示:中芯国际任重道远。对于中芯国际,大家觉得未来他能超越台积电吗?
中芯和台机电的差距还是相当大的,并且是明显的代差。
1、台积电研发2nm制程取得突破
这2天正好有个体现台积电技术实力的新闻,也就是在2nm制程上它又取得了新的突破。2019年台积电就开始正式研发2nm制程,经过一年的努力他们找到了最先进制程的实现方法,也就是采取环绕式栅极技术(gate-all-around,简称GAA)技术。
此前代工业界在先进制程上一直使用的是 FinFET 技术,但这个技术在达到3nm制程后已经面临技术瓶颈,无法在实现有效的发展。
台积电另辟蹊径采用GAA新技术并获得突破,业界以此推断,台积电2nm制程可能在2023~2024年进入量产,这意味着台积电的代工工艺又将全面领先全球,不仅领先三星一代,对于中芯更是有2~3代的优势。
2、中芯发展迅猛但差距仍明显
中芯自从染孟松加盟之后,这2年在代工工艺上的确发展很快,目前已经是量产了14nm制程,并且N+1制程也已经进入客户导入阶段,年底已经能实现小规模的量产。但是这并不代表中芯的制程可以追赶上台积电。
目前中芯N+1制程按照业内的说法是相当于7nm低功耗版,只是性能上其实和台积电的7nm制程有差距,真正相当于台积电的7nm要等中芯的N+2制程,而这个制程如果按照时间节点来算,基本就的2022年前后才能量产。
那由此可见,中芯和台积电之间差了好几个制程:现阶段中芯量产14nm,年末预计量产N+1制程,N+2制程(相当于7nm)预计2022年;而台积电今年已经是量产5nm,2022年前后量产3nm制程,2023~2024量产2nm。
3、中芯可能面临的几个困难
未来几年中中芯还将面临着不小的困难,有技术上的也有现实困境。
台积电第二代7nm制程开始使用EUV光刻技术,而目前中芯采购的EUV光刻机还未到位,后续被卡脖子的可能性相当大,N+2制程届时只能靠多重曝光来实现,这里面的效率会低很多。
前面提到现在代工厂商使用的 FinFET 技术已经出现了瓶颈,到了5nm以下制程就需要更换为更先进的GAA技术来突破(三星考虑3nm使用这项技术),这对中芯来说就又是一大考验,如果在这个新技术上卡壳就可能再也追不上台积电。
Lscssh科技官观点:这2年中芯发展的确挺快,但是和台积电的差距我们应该有个清醒的认识,以现有的技术短期内无法追赶上,这必定是一场持久战。同时,未来中芯要想追上台积电需要投入更多的资源,也需要得到我们更多的支持,否则很难追上台积电。
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其实这种问题我认为不要提比较好,没有意义,如果硬要打个比方就像印度老是拿中国来比较,只不过这次是台积电是中国,中芯国际是印度。
在制程工艺再拿中国和印度当比喻的话,中芯国际只能生产第三代得光辉战机,而台积电可以生产第五代战机歼20,甚至已经在开始研发第六代战机了,下面我们用数据来说下。
首先说下中芯国际的目前最先进可量产技术是14nm的工艺,2020年底可量产N+1工艺(介于10nm-8nm),外界推测中芯国际2022年能实现才能实现7nm工艺的量产,2024年进入5nm量产的阶段。这是现阶段中芯国际的情况。
那么排名第一的台积电又如何呢?目前台积电已经可以量产7nm和5nm的工艺,根据台积电官方给出的消息,2021年台积电可风险量产3nm的工艺,2022年可量产3nm工艺。
特别要提一下的是,由于制程下探,都会产生诸如漏电,电压不稳这种短通道效应,而业界普遍认为3nm是现在FinFET工艺的极限,需要下一代工艺来支撑摩尔定律的延缓,目前业界看好的是GAA,而台积电已经宣布会在找到了GAA的切入口,会在2nm工艺上采用GAA技术,而中芯国际估计要切入GAA没那么快。
所以在制程工艺上,从现有得的消息看,台积电的工艺领先于中芯国际两代。
目前台积电用的是极紫外光的EUV光刻机,而中芯国际还是用深紫外光的DUV光刻机,目前DUV光刻机的极限只能制造7nm的芯片,如果想要制程继续往下探,必须借助EUV光刻机。
但是EUV光刻机中芯国际不是想买就能买到,中芯国际为了在先进制程有所作为,早在2018年就向荷兰的AMSL订购乐一台EUV光刻机,但是经过多方阻挠,这台光刻机依然没能从荷兰运回中国,为什么呢?因为有瓦纳森协定,这个协定可以理解为一群搞技术的在商讨如何阻扰圈外的人得到他们的技术,根据协定,中国能得到光刻机只能是落后两代的仪器,所以今天看到的是台积电用的是EUV光刻机的最新改进型号,而中芯国际只能落后的DUV光刻机。
所以我认为在技术和设备上,台积电有着无可比拟的优势,我们不必老是去关注台积电,而且在市场份额上台积电占到一半,而中芯国际也只有5.34%,达十倍的差距。
结语:其实只要中芯国际能支撑我们国家发展需要的芯片,目前先进的制程只有手机芯片才用得到,手机于国家发展的作用并不是很大,目前主要耕耘好14nm和实现量产7nm就足以,要知道现在台积电赚钱的还是28-14nm,工厂就在中国南京,而我们考虑的是如何把台积电14nm的份额转到中芯国际才是我们更要考虑的方向。
芯片代工巨头台积电、三星 和 IDM制造商 Intel 组成芯片制造能力的第一阵容。其主要标志是,开始量产5nm 制程工艺,7nm EUV成为其成熟工艺,14nm 开始具备成本优势。而中芯国际是其余晶圆加工企业里,唯一没有放弃追赶先进工艺的厂商。
台积电从2015年的14nm工艺发展到5nm 工艺的用了5年时间,如果再资金投入和研发投入相当的情况下,EUV光刻工艺也能有保障的情况下,如果理想化一点,考虑到中芯国际在28到14nm制程上,加快了追赶速度,这意味着理论差距时间约为 4-5年。
从 7nm 开始,EUV工艺开始取代DUV工艺,例如著名麒麟990和骁龙865都是采用台积电7nm EUV制程工艺。
所以ASML独家生产的极紫外光刻机就不可或缺了,所谓 “切菜用好刀”,台积电和三星都是选择在7nm+开始采用EUV技术,更多层的EUV就对应升级到下一个节点 ,7nm+大约是4层EUV,5nm在2020年中已经量产,使用约9-10层EUV, 5nm+将在2021年量产,使用约12~15层EUV。
Intel 10nm与台积电7nm+特征尺寸水平相当,但 Intel 工艺选择DUV +SAQP多重曝光,未采用EUV,长期良率无法突破,导致工艺被台积电阶段性超越,AMD在台积电获得了先进制程的加持,开始赢得CPU市场份额。
所以极紫外光刻机是7nm+工艺后,绕不开的生产配置。台积电拥有EUV设备最多约30台,三星次之,在10-20台之间,英特尔的约5台将在2021-2022年7nm节点首次导入EUV时使用。
产能很重要,可以拥有芯片生产的规模效应。
台积电产能规模业界最大,规模效应显著!12英寸、8英寸、6英寸晶圆产能估计分别达74.5万片/月、56.2万片/月、9.43万片/月,其中12英寸和8英寸产能均为业界雄踞第一。目前市场占有率49.2%,拥有半数的半导体代工份额。
中芯国际建有3 座8吋 吋 晶圆厂, 4 座12吋 吋 晶圆厂。8吋产能共计23.3万片/月,12吋产能10.8万片/月。总产能47.6万片/月(折合8吋)。公司计划进一步扩充8英寸产能及先进制程产能。目前拥有5%的市场份额。
产能差距是巨大的,尤其是中芯国际的N+2(7nm)工艺,如果真的不能使用EUV光刻机,将只能尝试采用SAQP方式,这将面临生产周期拉长、良率控制的挑战,产能自然首当其冲受到影响。
困难再大也要克服,差距漫长也要追赶,我们没有退路。好在中芯国际目前的工艺结构发展均衡,国内的资金支持决心空前。
但中芯国际目前非常依赖设备及原材料的进口,短时间内,也无法形成替代,所以有很大的潜在风险。
谢谢您的问题。
起步就不一样。在半导体产业的低潮期,张汝京创建中芯国际,对于我国芯片产业非常重要,目前已是国内第四大芯片代加工企业。不过,也应该看到,中芯国际的技术底蕴就是来自于台积电,生产工艺是相同的,其创始人张汝京也是从台积电出来的,两者的差距在起跑线上就决定了。
台积电的压制。由于技术和运营体系的相似性,从2004年以来,中芯国际作为被告,就一直陷于来自于台积电的专利诉讼苦斗中,比如2009年,美国加州联邦地方法院宣判中芯国际败诉,认为其非法使用的台积电61个专利,需要赔偿10亿美元,最后的妥协是,中芯国际向台积电出让股权,张汝京也离开中芯国际。由于担心台积电的诉讼,中芯国际在之后的很长一段时间内,芯片制造技术进展不大。
自己的定位。张汝京离开后,其继任者王宁国对中芯国际的定位是,避开台积电的锋芒,台积电是最佳选择,中芯国际只是备选方案。在这样的战略定位下,中芯国际想冒尖超越台积电,是非常不现实的,也长期处于台积电的阴影下,逐步拉大差距。不过,这些年,中芯国际扶持国内本土半导体设备、材料和芯片设计发展,才逐步有起色。中芯国际虽然在高端芯片方面弱于台积电,但是中低端芯片方面已经能与台积电平起平坐。
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【中芯国际和台积电到底差距有多大?台积电的断供会让中芯国际替代它吗】
我们知道现在的台积电确实有很大几率断供华为,毕竟从它的角度,美国的一些政策确实在不断的影响着它的决定。台积电最近也表现的非常的活跃,台积电董事长在业绩说明会上表示,受美国政府的影响,台积电自5月15日起就未再接受过任何来自华为的订单,公司将在9月14日之后停止对华为的供货。
我们确实能够知道,如果华为一旦被台积电断供,将会影响几个重点部分:
1.华为的高端处理器可能会一去不复返,影响华为5nm,7nm工艺的布局
2.华为在芯片方面的布局会颇受影响,甚至于会影响华为在未来几年国际市场的地位
3.华为手机在国际市场的竞争中,可能会落入到下风,毕竟没有更为先进的技术的支撑,华为想要发展确实不易。
台积电的断供也间接的反应了,中芯国际和台积电的差距之大。我们也知道的起,台积电的5nm工艺和目前中芯国际的量产的14nm工艺之间有多大的差异呢?我们可以从中知道差别。
其实,一方面虽然中芯国际和台积电有一些联系,毕竟从创始人角度,两者本身就有交集。另一方面,台积电毕竟在技术,专利等等角度,表现的更佳。
但是,华为被台积电断供这其实是中芯国际的契机,这就像给了它发展,加了马力,如果能够运用好这次时机,没准对于台积电来说,可能是一次不小的打击,对于中芯来说,是一次绝好的成功呢!拭目以待更为重要。
这样说吧,两者实力完全不在一个档次上。
首先芯片的格局上,台积电是世界最强,全世界一半以上的高端芯片都是它生产的,剩下35%由其他三巨头瓜分,而中芯国际目前不到5%。
然后,在高端芯片上,台积电今年下半年已经开始量产5nm的芯片。而中芯刚刚开始量产14nm的芯片,下一步是7nm,再下一步是5nm,然后是3nm。
最后从营收方面看。公开报道,中芯去年全年31.16亿美元,台积电今年Q2高达41亿美元。中芯一年营收不及人家单季度。净利润方面,中芯毛利率7.9%,台积电Q2毛利率53%。营收来源方面,中芯主要收入来源90nm,台积电主要来源28nm,中间至少隔两代。
所以,说中芯国际目前虽然已经是全球第五大芯片代工企业,但要追赶台积电还有很长的路要走。
中芯国际掌门人梁孟松就是原来台积电的技术研发的掌门之一,但从老家公司的芯片研发工艺水平,某种程度上并不是相差很多年,目前梁的到来,已经让中芯国际的良品率从个位数,达到了近95%,这是非常厉害的突破,目前中芯国际的七寸,被以美国人和台积电控股的荷兰阿斯麦所制约,不给你制造顶级芯片的光刻机,也就是禁运,所以就以现在两家的差距,中芯国际最多只能生产12nm,而台积电7nm,并且正在向5nm过渡,中芯国际要赶上台积电,除了继续研发制作工艺,关键光刻机怎么获得,或者说研发的另一种生产制备方法在技术上的突破,中芯国际的上市,增加了自身的竞争能力,或对全球技术人才的吸引增加了,我们只能期待压制他的外部环境变好,同时自身技术再次突破,来赶上这种生产技术差距,三年,五年?
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