量产 10 多年了 28nm 工艺又成为焦点？苹果恐是幕后推手

来源：半导体产业纵横  

今年下半年，不断紧缩的终端市场给原本就有些不景气的半导体产业带来了沉重一击。

受到芯片高库存等影响，有 IC 设计业者透露，明年首季晶圆代工成熟制程将迎来报价修正以来最大降幅，价格最高下降逾一成，并且不仅愿意降价的厂商增加，整个产业还有着朝全面性降价发展的趋势。

然而，即便晶圆代工产业的满载盛况已经不复存在，成熟制程还面临价格大跳水，台积电和联电代工双雄却依旧在这逆势潮中盯上了 22/28nm。

作为一个十年前量产的工艺节点，28nm 曾扛起台积电业绩创新高的重任，哪怕是到了 2022 年，台积电第三季度财报显示，28nm 占营收比重也达到了约 10%。

而对于主攻成熟制程的联电而言，第三季 22/28 nm 营收贡献度更是达 25%。

28nm 到底魅力何在？为何时隔十年依旧是不输给先进制程的存在？

28nm 又成扩产焦点？

从整体上看，无论是联电还是台积电，扩产的主要原因还是为了满足未来的需求。

比如，联电董事会在 12 月 14 日通过资本预算执行案，预计 投资 金额达新台币 324.17 亿元，持续扩增南科晶圆 12A 厂 P6 厂区、新加坡 P3 厂的 28nm 制程。

联电方面指出，做出这个决定主要是因应未来的市场需求。

据了解，联电新加坡 P3 厂位于白沙芯片园，预计 2025 年采 22nm 及 28nm 制程量产；而南科晶圆 12A 厂 P6 厂区预计明年第 2 季以 28nm 制程量产，但受设备交期延长等因素影响，时程将延到 2023 年底或 2024 年。

其实，联电对于这两大厂区的扩产也算是 " 早有预谋 "，在今年 5 月底，联电时隔 22 年宣布在新加波建厂，当时消息显示，此次总投资高达逾 1450 亿元新台币，预计 2024 年底进入量产，首期月产能将达 3 万片。

而南科晶圆 P6 厂更是于去年就宣布投资新台币 1000 亿元，配备 28nm 生产机台。

当然，去年可以算是晶圆代工产业的高光时刻，由于芯片的严重短缺，芯片制造严重供不应求，不仅联电、台积电、中芯国际、力积电、世界先进等代工厂也纷纷有了扩产计划。

今年上半年，虽然市场景气度有所下降，但整体需求依旧旺盛，台积电还在今年 5 月份实现了高达 65.3% 的营收增幅。

相比之下，下半年就惨淡多了，美光、SK 海力士等多家芯片巨头发布业绩预警，整个产业链都 " 人心惶惶 "。

就在这种背景下，联电依旧通过了高达 324.17 亿新台币的 22/28nm 成熟制程资本预算执行案，显然如今的扩产已经与短期的市场需求没有了关系，毕竟联电总经理王石已经表示过，明年晶圆代工产值恐将下滑。因此扩建更多的还是长期结构性需求成长。

图源：台积电

在这一点上，台积电也是如此。台积电总裁魏哲家就在日前明确表示，台积电当下所有投资都是为了两年半以后的生意，3nm 甚至花 3 年的合作才有产品出来，代表今年生产的 3nm 产品，3 年前就跟客户讨论合作了，今、明年的投资则是为了 2025-2026 年，并不会因为明年生意不好就降低投资，与客户是长期所建立的合作伙伴关系。

台积电近期关于在德国建厂的传言愈演愈烈，据 Digitimes 报道，台积电将宣布在德国建厂计划，目前规划也是 28/22nm，会不会往下增加 12/16 nm 计划则未定。

台积电在这一两年扩建速度属实惊人，去年接连在南京、熊本、台湾高雄三地确定扩建 22/28nm 产线，面对现下如此低迷的市场环境，台积电多次强调，除暂缓高雄 7nm 扩产外，其余扩产计划如期进行，而如期进行的扩产中就包括了上述 3 地有关 22/28nm 产线的扩产计划。

至于 7nm 暂缓的原因是受到 7nm 需求滑落导致产能利用率下降影响，因此台积电将调整 7nm 建厂产能规划，但高雄的 28nm 计划却依旧不变，并于今年 8 月举行了园区动土典礼，预定 2024 年完工量产。

除了高雄厂外，熊本厂也在顺利建设中，据日媒报导，台积电位于熊本县菊阳町的新厂 2022 年 4 月动工，预计 2023 年下半年完工。

台积电子公司日本先进半导体制造（JASM）社长堀田佑一表示，虽然计划把一般需要 2 年到 3 年的工期，缩短到 1 年半完工，但目前进度相当顺利。JASM 也首度公布新厂完工示意图。

另外，台积电南京扩建的新厂也预定今年第 4 季量产，在取得美方豁免后，扩充可如期进行。

总的来说，虽然目前芯片产业局势不容乐观，但台积电和联电两家大厂依旧将 28nm 的扩产视为重点。

苹果 是幕后最大推手？

那到底是什么需求才能让代工双雄不惧低迷时期仍选择巨资扩产？笔者认为，苹果或许是幕后的最大推手。

虽然当前以 手机 为首的消费电子市场风光不再，但作为引领手机变革的创先河者，苹果的魅力依旧不容小觑。

在台积电逆势增长的三季度财报中，智能手机就超越了 HPC 成为了第一大主力军，并且消息指出，苹果仍是台积电第三季度智能手机营收的最大贡献者。

图源：台积电

台积电总裁魏哲家上周就首度表示，赴日设厂主要原因，为策略性支持同时也是台积电最大客户的最大供货商。他指出，如果最大客户产品卖不出去，台积电的 3nm、5nm 也卖不出去，所以必须支持他。

虽然魏哲家没有透露最大客户是谁，但是目前市面上都已经默认，苹果是台积电的最大客户，而索尼正是苹果的最大供应商。

此前，苹果执行长 Tim Cook 拜访 SONY 集团熊本厂时，表示了感谢 SONY 多年来图像传感器的支持。

《天下》在去年 4 月时曾报道称，台积电宣布日本设厂时，强调的客户管理，与日本索尼、以及其背后的苹果息息相关：索尼突然决定以 28nm 制程生产影像讯号处理器（ISP），贴合在索尼自己生产的影像传感器、用在苹果最新款的 iPhone，且是需求高达 4 万片晶圆的订单。

这对于台积电 28nm 制程来说，无疑是个大单，而从 SONY 近期的举措来看，更是证实了台积电熊本建厂所能带来的好处。

据日经报道，SONY 考虑日本熊本县台积电晶圆厂附近，建立新晶圆厂生产智能手机图像传感器，就近向台积电采购芯片。

这一举措不仅强化了苹果、SONY、台积电三方合作，对于台积电来说，也是与客户关系更为紧密的一步。

当然，苹果与台积电在 28nm 上的联系远不止索尼，还有 Micro OLED 先进显示器技术。

日经新闻去年曾报道称，苹果正与台积电正在合作开发 Micro OLED 先进显示器技术，新的 Micro OLED 显示器将直接构建在晶圆上，使显示器厚度和体积更薄、更小、更低功耗，适合穿戴式 AR、 VR 装置。

在去年的台积电技术论坛上，刘信生也首度承认台积电正在做 Micro OLED，并指出，台积电将在使用 Silicon-based 的 Micro Display 制程上，提供从 80-28nm 的选择。

自 2015 年，Apple Watch 发布至今，可穿戴装置业务已经占苹果销售额的 10% 以上，苹果也在加紧研发 AR/VR 等混合现实头戴装置，虽然元宇宙远不及去年那么火热，但从目前来看，虚拟现实依旧大势所趋。

就在本月初，据 媒体 援引知情人士的话说，苹果计划最早在明年推出 AR/VR 头戴装置新品，同时推出专用操作系统和第三方软件应用程序商店。

虽然还不确定这款可穿戴装置会采用什么制程的芯片，但可以确定的是，未来随着这项技术日渐成熟，很有可能会走向 28nm 制程，届时或许会给 28nm 带来新一轮的春天。

另一边，联电的 28nm 也与苹果有着千丝万缕的关系。

联电在 28/22nm 制程上的主要客戶之一就是三星，而今年三星旗下逻辑芯片设计部门 System LSI 的委外订单却逆风上涨。

据工商时报报道，三星对联电的明年下单量估较今年成长 15%，由月产 1.3 万片增至 1.5 万片。

三星 System LSI 是全球显示器驱动 IC 产业龙头，同时也是三星 SDC OLED DDI 的主要供货商，而三星 SDC 正是苹果手机 OLED 面板的主要供货商，虽然目前手机整体销售动能不足，但大家对于明年 iPhone 15 的出货量仍保持着强劲预期，这也带动了 OLED DDI 的需求。

一般来说，三星 System LSI 的芯片主要由三星自家代工厂和联电制造，但由于三星晶圆代工目前以冲刺先进制程为主，便加大了成熟制程的委外代工，与联电签订了长约，并预付货款取得联电新晶圆厂明年之后开出的产能。

不得不承认，苹果强大的带货能力确实给台积电和联电的 22/28nm 扩产吃了一颗不小的定心丸。

汽车 电子的火热

如果说苹果是带货王者，那么智能汽车显然就是朝阳产业，在消费电子萎靡不振的当下，它却展现出了无比光明的前景。台积电车用暨微控制器业务开发处处长林振铭曾透露，根据台积电内部估算，车用半导体的全球市场规模，可望从 2021 年的 410 亿美元（近 1 兆 3000 亿台币），跃升至 2026 年的 850 亿美元，到 2030 年更上看 1350 亿美元（近 4 兆 2400 亿台币）。

对于智能汽车来说，芯片显然是不可缺少的重要部分，但其实相比 14nm 以下的先进制程，大部分车用芯片需要的是 28nm 以上的成熟制程，以汽车零组件里常见的 MCU、CIS 来看，基本上都是 28nm、45nm 以及 65nm 成熟制程的天下，只有诸如自动驾驶芯片等少数汽车芯片才需要用到先进制程。力积电董事长黄崇仁就曾明确指出，约有 80% 的车用芯片采用 28nm 以上成熟制程，仅有 20% 采用 14nm 以下先进制程。

其实此前汽车芯片缺货最严重的也是成熟制程芯片，而非先进芯片，甚至还出现由于芯片短缺，车厂在生产时减配的情况。以特斯拉为例，2021 年 11 月芯片短缺将 Model 3 和 Model Y 内装的中控和后排 USB-C 接口拿掉，手机无线充电功能也无法使用，受消费者质疑后特斯拉才响应后续会补装，但时间点不保证。今年 2 月，为了应付缺芯片危机，特斯拉员工信又传出特斯拉会减配上海制造的 Model 3 和 Model Y，去掉电子辅助转向系统两个电子控制单元其一。

" 智能汽车不能失去成熟芯片，就像西方不能失去耶路撒冷。"

台积电熊本厂除了受到索尼的青睐，也得到了日本汽车零件大厂电装和汽车芯片大厂瑞萨电子的欢迎。

日本电装在今年年初宣布入股熊本厂、取得逾 10% 股权。

至于瑞萨电子，台积电本身就是其 28 nm MCU 主力代工厂，而 28 nm 也正是熊本厂主要制程之一，近些年瑞萨愈发倾向于 Fab-lite 模式，委外代工比例也在不断增加，台积电的熊本厂显然将成瑞萨提高高阶 MCU 供货能力的一大关键。

据悉，瑞萨目标在 2023 年前，将缺货严重的车用 MCU 供货量提高 5 成；其中，以约当 8 英寸晶圆换算，高阶 MCU 产能预计较 2021 年底增加 5 成，由晶圆代工厂产能支持，并将扩充自家晶圆厂产能，将低阶 MCU 产能增加约 7 成。

瑞萨电子总裁暨执行长柴田英利指出，瑞萨力图扩大 28 nm MCU 产能，熊本厂将是很大助力。同时他也认为，在电动车与自驾车发展推升下，车用芯片缺货情况将持续。

车用芯片缺货情况持续就意味着汽车芯片未来仍将供不应求，汽车芯片大厂对台积电等晶圆厂的产能需求自然也会持续攀升。

联电今年在汽车芯片领域的布局也是突飞猛进，旗下 28 nm 制程，除了原有的多晶硅氮氧化硅（Poly-SiON）制程外，高介电常数绝缘膜／金属闸极（High-k／Metal gate）技术也已大量生产，车用规格也已完成质量验证并提供相应所需 IP 于平台上。

包括 RFCMOS（射频互补金属氧化半导体）；毫米波雷达；Auto AP；MCU；CIS／ISP；显示芯片等在内的多款车用芯片，联电都已经完成了 28nm 制程的认证。

图源： 经济 日报

据经济日报 8 月报道，供应链指出，联电已取得英飞凌、恩智浦、德州仪器、微芯片 科技 等车用芯片大厂大单，这些大厂在全球车用芯片市占总和超过三成。

即便半导体整体产业不景气，但恩智浦的汽车芯片仍在短缺，恩智浦半导体全球销售执行副总裁 Ron Martino 指出，2023 年虽然大环境有许多不确定因素，但恩智浦仍认为车用电子相较消费电子成长趋势更佳， 车用电子方面，2023~2024 年有 9%~14% 年复合成长率，占恩智浦整体营收超过 50%，是恩智浦最重要项目。

写在最后

当然，在 28nm 制程扩产的不止台积电和联电，中芯国际也在扩产进行时，包括中芯深圳、中芯京城、中芯东方、中芯西青在内的四大项目，都专注于 28 纳米及以上的工艺制造，未来五到七年产能将达到约 34 万片 12 英寸。

International Business Strategies 数据显示，到 2025 年，全球 28nm 制程芯片 40% 的产能会是在中国大陆，到 2030 年，28nm 芯片的需求将增加逾两倍至 281 亿美元。

其实，相比其他成熟制程，28nm 一直是单晶体管成本最低的工艺，也是 DUV 光刻机平面光刻的极限，技术难度远不及先进工艺，但应用前景却十分广泛，能够满足手机、电脑、IoT 和各类消费电子相关芯片需求。

再加上，量产这么多年，晶圆厂相关设备也早已折旧完毕，是制程工艺中当之无愧的 " 优等生 "。

在《28nm 竞争进入新阶段》一文中，我们曾统计了各大晶圆代工厂有关 28nm 的布局，可以看出，到了 2024 年，28nm 的产能将进入爆发阶段，或许会有人担忧，届时产能过剩该如何是好？

也许最坏的结局就是像 2019 年那样减少产能，但到时候说不定又会有新的需求出现，比如上述提到的 Micro Display 制程，毕竟 28nm 是一个如此特殊的存在。