28nm制程引爆后 芯片设计公司将重新洗牌

集成电路产业的发展向来遵循摩尔定律，每十八个月芯片及元器件的集成度和产品性能将增加一倍。2012年，随着技术的演进，全球半导体迎来了28nm制程的元年。赛灵思、Altera、高通等国际巨头领先量产28nm芯片，并开始应用到终端产品上面。迅速膨胀的需求让全球最大的代工厂台积电一度产能吃紧，但目前已增加产品线获得缓解。按目前的发展趋势看，2013年28nm芯片将呈现爆发式增长，更有少数厂商将在2013年进入22nm和20nm时代。
工艺制程演进带来了“高能效、低功耗”，28nm级别将提升IC30%的效能，降低50%的功耗。高通某高管称，作为目前商用级别上最先进的工艺制程，28nm工艺在频率调节、功耗控制能力、散热管理性能和尺寸压缩方面具有显著的优势。
“工艺制程的演进是必要的，”MIPS中国市场营销总监费浙平表示，“现代高性能处理器设计的理论和方法，需要大规模的电路，比如更高的时钟主频、更多的并行处理、更多数量的多核集成，只有在先进工艺的支持下才能实现。”
28nm除了提高性能降低功耗，带给企业的利润也不容小觑。据Xilinx统计，若借助28nm产品的拓展，FPGA市场在2014年可望达110亿美元的规模，但若仅靠40nm与过去的产品，在2014年仅可达70亿美元。近乎翻番的利益驱动让巨头心动。
不过，利润可观但相应的资金投入也非常巨大。据记者了解，目前一个32nm芯片的设计成本在7000万美元左右，而28nm会在1亿美元，而到20nm估计要蹿升到1.2亿～1.5亿美元，没有一定资金实力的芯片厂商很难做出此项投入。
对于资金的挑战，费浙平称，昂贵的先进工艺增大了芯片公司的压力，使得一次设计成功更加重要，并且使得项目盈利所需要达到的出货量门槛变高，意味着小公司灵活的优势变得次要了，而大公司的规模优势变得凸显，某种程度上也是推动现在行业整合的原因之一。
在28nm风起云涌的档口，业界有人提出摩尔定律出现了拐点，尤其到了22nm以后，功耗将是制程的瓶颈。从上世纪50年代集成电路诞生开始，2D晶体管技术已经蔓生并支撑起今天整个半导体芯片工艺的基础，但是，如何在缩小尺寸、提高性能并降低成本的同时降低功耗，是摩尔定律的极限。
对此费浙平表示，28nm肯定还不是工艺的极限，Intel已经发表了10nm以下的发展蓝图。进入超亚微米工艺时代后，不同的技术阵营对工艺发展方向的争议开始增多，因此对未来工艺的发展评估出现不同意见纯属正常。行业其实非常需要新工艺的进步，一旦工艺发展停止，设计规模的增加就会面临天花板，价格战的杀伤力会统治行业，从而降低行业的整体利润水平，这样并无好处。
28nm时代的到来，也使得代工厂面临产能和良率的极大考验。全球最大的代工厂台积电Q2就开始出现良率和产能瓶颈，导致诸多合作伙伴产品延期，后因加速扩产紧缺问题才获得缓解，良率也逐渐拉升到90%以上。预计2013年，智能手机及平板电脑仍将引爆市场主流，加上4GLTE转换潮来临，包括高通、联发科、辉达、赛灵思(Xilinx)、阿尔特拉(Altera)等台积电28nm大客户，2013年投片量均明显较2012年大增3至5成。台积电已计划2013年投入80至85亿美元资本支出扩产。由于布局较早，在28nm的节点，台积电将是代工厂最大的受益者。除此，联电、三星、GLOBALFOUNDRIES等也导入28nm生产线，缓解28nm产能压力并企图获益。
“2013年28nm可能将迎来爆发式增长。”费浙平称，2013年会出现很多28nm的设计项目，在出货量上应该还不会成为主流。现在28nm的设计周期和流片成本都偏大，回收投资成本所需的出货量要求也变高，因此28nm时代能够容纳的芯片设计公司数量会减少。
2013年会是28nm成熟大规模量产的一年，产品还会停留在高端领域，而真正爆发应该是占据出货量最大的主流市场，这方面可能还不会发生。进入28nm对芯片的设计能力提出了更高的要求，要求芯片企业有更加专业和经验丰富的设计团队，当然更大的研发资金投入也是一个门槛。