拥抱A股，中芯国际的量产突围
6月1日晚，中芯国际科创板IPO申请正式获得上交所受理，计划募集资金200亿元。
据中芯国际招股书披露，这次科创板上市募集的资金，80亿元将投入中芯国际旗下的中芯南方公司（中芯南方集成电路制造有限公司）正在进行的12英寸芯片SN1项目，占此次募集资金的40%。
此前不久，国家集成电路基金会联合多方机构向中芯国际注资213亿元，和这次科创板上市募集的资金共达413亿元。此次中芯国际大量募集资金，是在中美贸易摩擦升级的背景下进行，其重要意义不言而喻。
在半导体行业，技术一直是引领企业的核心竞争力。晶圆代工技术研发的进步，需要大量资金投入。但半导体行业的技术进步是一个长期的过程，中芯国际目前的技术水平还略微落后，想要追赶国际尖端水平，就需要厚积薄发。
回归A股，意在追赶先进制程工艺
半导体产业的芯片制造与设计技术，主要体现在加工设备、加工工艺、封装测试、批量试产及设计创新能力上。
目前，国内最先进的集成芯片代工企业就是中芯国际，其主要业务包括14纳米到0.35微米的芯片代工与技术服务。其中，集成电路的晶圆代工业务是中芯国际的营收核心，占2019年业务收入的93.12%。
这次中芯国际在科创板上市，募集资金主要还是用于晶圆代工先进工艺的研发。中芯国际计划投入80亿资金的SN1项目，主要用于生产14nm及更高制程工艺的集成电路芯片。而在中芯国际加快研发脚步的背后，也不可避免的受到来自中美贸易摩擦升级的影响。
中美贸易摩擦升级的情况下，中芯国际可能会在生产、订单方面受到影响。因此，中芯国际加大了研发力度也在情理之中。
中芯国际的14nm晶圆代工技术，是国内半导体行业最先进的集成电路晶圆代工技术水平。但与业内最高技术水平相比，中芯国际的制程工艺上至少还存在两代的技术差距。而要想缩小这个差距，就需要借助雄厚的资本，这正是此次上市融资的原因。
纳米制程工艺的节点代数，是指晶体管源极和漏极所连接的半导体材料的距离。例如7nm制程工艺，是指晶体管源极和漏极之间的线宽为7纳米。
摩尔定律提到，集成线路上可容纳的元器件数目每提升一倍，性能也会提升一倍。按照摩尔定论，纳米制程工艺越低，栅极的线宽越小，集成电路上可容纳的原件数目也就越多，其性能也就更优越，所以半导体产业的顶部企业都在向高端技术发展。
对半导体产品制造企业来说，制程工艺的节点代数就代表了企业晶圆技术的研发实力。目前，业内可以量产的最高制程工艺是台积的5nm制程工艺，中芯国际量产制程芯片工艺是14nm。在16nm及更高制程工艺上，台积电有12nm、10nm、7nm制程工艺，中芯国际16nm以上制程工艺仅有14nm。
可以看出，中芯国际的制程工艺和台积电相比还有较大差距。这样的技术差距下，中芯国际所承受的科研压力可想而知。
而在国内半导体企业中，中芯国际在纳米制程研发中投入的费用是最多的，2018年中芯国际研发费用为45亿元，占营业收入的19%；2019年投入47亿元，营业收入占比22%。除此之外，中芯国际每年研发费用的投入占比还在提升。
倾力研发之下，中芯国际的14nm制程工艺终于在2019年投入量产，并且良率达到了95%。不过，晶圆产能提升缓慢的问题，仍一直困扰着中芯国际。
晶圆产能是道难题
据行业数据，2019年中芯国际平均每月出货量为20.5万片，而台积电平均月产量为108.3万片。2019年，中芯国际共生产芯片515.3万片，台积电为1010万片。
月均出货量数据对比上，台积电的产量将近中芯国际的5倍；年度产量数据，台积电产量约为中芯国际的2倍。而在中芯国际早就成熟的28nm制程工艺上，良率上也一直未有很大突破。
中芯国际和台积电晶圆产能上的差距，归根结底还是技术上的差距。不过，台积电毕竟是行业领头羊，中芯国际各方面数据逊色也在情理之中。
晶圆制程技术的差距，也反映在高端产品在总收入占比上。2020年Q1财报，台积电7nm制程工艺出货量占总收入的35%，16nm及更高工艺水平工艺占总收入的55%。而中芯国际仅有14nm的制程工艺高于16nm，总收入占比仅为1.3%，仍存在较大差距。
显然，和中芯国际相比较，台积电的晶圆制程技术在产能上更具有优势。2019年，台积电营收2470亿元，16nm及更高制程工艺创造营收为1358亿元，而中芯国际仅为2.86亿元。从台积电和中芯国际16nm及更高制程工艺营收对比中，半导体产业技术创造收益的特性表现得淋漓尽致。
在技术研发上，产能提升也是中芯国际必须渡过的一个难关。而晶圆代工技术的进步，需要大量的高端技术人才和长期实践积累，短时间内很难有所突破。突破技术研发提升量产规模，才有希望抓住时机、冲破限制，这正是当前上市的另一层含义。
而在逼近摩尔定律极限的3nm制程工艺后，纳米制程工艺会进入技术瓶颈，这段时间会成为中芯国际技术突围的最佳时期。
3nm成最佳突围契机
在纳米制程工艺中，更高的制程工艺也意味着芯片上的晶体管更加集中，而晶体管过于集中会导致晶体管源极和漏极的沟道缩短，晶体管栅极的电流不能从源极流向漏极，更容易引发量子隧穿效应，从而使逻辑电路失效。
据业内说法，目前纳米制程工艺的极限在3nm。超过3nm后，量子效应会使晶体管失去开关的作用，进而使逻辑电路失效。联发科董事长蔡明介表示，3nm之后研发将会遇到极大的困难，预计会在2025年遇到技术瓶颈。
在3nm之后晶圆制程工艺的研发上，各企业将会停滞较长一段时间。而这段时间，将会是中芯国际追赶国际晶圆制程工艺水平的机会。
此次中芯国际在科创板上市，目的就在于加快晶圆代工技术的研发脚步，力求在3nm极限制程工艺的机遇下追上国际半导体尖端水平。不过，晶圆制程工艺的技术进步是一个积累的的过程，中芯国际想要在3nm制程工艺的瓶颈期追上国际水平，仍面临很大的压力。
作为国内半导体产业的龙头企业，中芯国际背负着国内半导体产业技术突围的希望。虽然前路艰难，但中芯国际仍必须负重前行，毕竟作为国内最高技术水平的代表，中芯国际已经退无可退。
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