“擁有晶圓廠，才是真男人。”

　　PC芯片二號廠商AMD創始人Jerry Sanders在晶圓廠創辦初期說過這樣一句話。

　　雖然他后來被人嘲笑“打臉”——因為AMD是在放棄晶圓廠，擁抱臺積電，從IDM轉向沒有晶圓廠的Fabless后，才擁有了可以叫板Intel的實力，但不可否認晶圓代工的價值。

　　芯片制造分為三個環節：芯片設計、晶圓代工、封裝測試。

　　晶圓代工處于芯片產業鏈的中游，按照上中游是否集成，芯片行業分為兩種模式：

　　一種是IDM模式，指覆蓋從芯片設計、制造到銷售全部流程的公司，典型代表是英特爾、三星。

　　另一種是垂直分工模式，隨著半導體產業鏈的專業化分工，誕生了專注于芯片設計的Fabless（如高通、博通、賽靈思、英偉達等）、專注于晶圓代工的Foundry（臺積電、聯電、格羅方德、中芯國際等），以及封裝測試企業。

　　由此可見，晶圓代工殊為重要。近日中芯國際登陸A股，攪得資本市場大起大落，各色人等心懷各異。在當下，再也沒有比中國芯更能刺激國人心理和資本情緒了。

　　那么，中芯國際會是下一個臺積電嗎？

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　　這兩周，芯片廠商在全球資本市場玩得真是心驚肉跳。

　　上周五（7月24日），當Intel宣布7nm芯片制程良率不及預期、將延期6個月，比最初的內部目標晚 12 個月，考慮將部分 7nm 芯片制造外包給第三方代工廠以保證產品及時供應給客戶的消息后，股價暴跌16.24%、市值一日蒸發415億美元。

　　前日（7月27日），有消息傳出，臺積電已拿下Intel這個大單，后者向臺積電預定了2021年18萬片6nm芯片產能。臺積電經過兩個交易日（上周五、本周一），市值驟增700多億美元。今日，臺積電市值更是反超英特爾。

　　而兩周前（7月16日），中芯國際在A股上市，創下多個“第一”：

　　成為A股10年來融資規模最大的IPO，科創板首家回歸A股的境外已上市紅籌企業，19天過會、僅用一個半月時間正式上市，今年以來募資金額最多的公司（首發募集資金達532億元）…… 按市值計算，中芯國際還成功躋進中國科技股前五名。

　　因此，當華為遭臺積電斷供后，由中芯國際實現“國產替代”的聲浪日益高漲。

　　但中芯國際能接住嗎？

　　臺積電是當今世界上最大的晶圓代工廠商，自2014年拿下蘋果訂單后，市場占有率就一直超過50%。

　　據市場研究機構Counterpoint Research的報告，臺積電已為華為代工的芯片包含：手機芯片——麒麟1020（5nm制程）、麒麟980（7nm制程）和麒麟990（7nm制程，已用于華為P40），5G基站芯片“天罡”（7nm制程），服務器芯片——鯤鵬920（7nm制程）、人工智能芯片昇騰910（7nm制程）以及昇騰310（12nm制程），涉及制程包括12nm、7nm、5nm。

　　中芯國際是中國大陸最大的晶圓代工廠商、全球排名第四。目前僅能實現14nm制程芯片量產。而且，直到今年1月份，才因為華為在海外遭遇重大挫折而獲得海思14nm制程的訂單。

　　所謂芯片制程，可以簡單理解為，用來表征集成電路尺寸大小的一個參數。

　　參數值越小，表示制程工藝越先進，芯片性能更高、功耗更低。

　　對于現代半導體晶體管這么小的電路結構來說，制程越先進，電子從一極到另一極所流經的距離就越短，晶體管反應就越迅速；同時，晶體管的整體體積也越小，意味著在同樣大小的面積內可以集成更多電路，做出更復雜的高性能設計……

　　因此，更大尺寸的晶圓及更先進的制程工藝是芯片制造商競逐的目標。

　　如今，臺積電先進制程的開發進度幾乎決定了行業的發展速度。中芯國際與臺積電隔了3個技術代差。也就是說，即使華為這條“大魚”喂到中芯國際嘴邊，它也吃不下。

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　　曾幾何時，二者之間的差距并沒有這么大。

　　中芯國際是帶著光環出生的，只是在經歷了長期的專利訴訟、創始人離職等事件，以及公司戰略調整后，才落后至此。

　　中芯國際是“中國半導體之父”張汝京于2000年創辦，是中國大陸最早提供0.18微米技術的晶圓代工廠商。

　　張汝京祖籍南京，長在臺灣，曾為美國德州儀器公司效力20年，是位建廠高手。臺積電創始人張忠謀曾任德州儀器副總裁，與張汝京是上下級關系。

　　從1990年起，張汝京帶領團隊先后在中國臺灣、意大利、日本、泰國、新加坡等各地參與管理和建廠，每處停留2、3年，待工廠步入正軌便離開，走向下一個“建廠循環”。

　　1997年，因德州儀器終于決定終止DRAM產業，張汝京離職，返回臺灣，創辦“世大半導體”，成為繼臺積電、聯華電子之后的臺灣第三家晶圓代工廠商。同年，臺積電在紐交所掛牌上市。

　　“世大半導體”成立短短三年即實現了盈利，產能超過臺積電的1/3。隨后，臺積電、聯電紛紛發起收購邀約，最終，臺積電出價50億美元將“世大”收至麾下。

　　一直有在大陸建廠心愿的張汝京之后便到了上海，52歲時，創辦中芯國際。公司注冊在開曼群島，并以此為平臺募集資金，及以外商投資的身份在上海設廠，項目第一期募資14億美元，股東有海外華人、國外VC、海外投資銀行以及國內企業。

張汝京（講話者）

　　芯片制造企業對資金的需求很大一部分來自于試驗和生產設備，這些設備均產自國外，需要進口。但由于歐美國家對中國大陸實施進口設備及高端邏輯技術封鎖，出口許可證可不好申請，但中芯國際做到了，因為外商投資者的關系。

　　2001年9月，中芯國際第一片0.13微米技術的芯片順利完成。從打樁建廠房到產出第一片芯片，只用了13個月。

　　2004年，中芯國際在港股和美股同步上市，那時，與臺積電間的制程技術差距僅有一代半。

　　但好景不長，臺積電很快將中芯國際告上法庭，打了四五年專利官司，最終以中芯國際繳納罰款及張汝京從公司離職告終。

　　此后，中芯國際又經歷了兩年動蕩期，之后便選擇“求穩”，即嚴控成本，而不是一味追求先進制程。

　　2012年開始，中芯國際進入持續盈利通道，但“求穩”也導致新技術、新產線研發不足。直到2015年，28nm產線才量產，比臺積電足足晚了四年。那一年，臺積電已開始量產16nm FinFET制程。

　　芯片行業，競爭勢態一日千里，真是一步慢步步慢。

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　　中芯國際開始了艱難地追趕歷程。

　　2017年，原臺積電老將梁孟松從三星轉投中芯國際，其14nm制程才出現轉機。同年，臺積電已開始大規模出貨10nm FinFET制程，并開始風險試產7nm FinFET制程。

　　梁孟松出任聯合CEO后，用了半年多時間就把中芯國際14nm制程試產良率從3%提升到95%。最終在2019年12月底，實現14nm第一批芯片正式量產。

　　臺積電則在2019年就開始量產7nm+（EUV版的7nm）芯片，其5nm芯片將在2020年量產，3nm制程預計2022年量產，2nm制程技術正在研發中。

　　明晃晃的技術差距，導致中芯國際拿不到高價訂單，營收不好，利潤率低。并產生惡性循環，產能不高，研發費用不敵臺積電。

　　據中芯國際招股書，營收和毛利率方面，中芯國際的營收僅有臺積電的1/10左右，毛利率約為臺積電的1/2。

　　2017年到2019年，中芯國際的營收分別為214億元、230億元、220億元，毛利率分別為25%、23%、21%。2017年到2019年，臺積電的營收分別為2228億元、2233億元、2466億元，毛利率分別為51%、48%、46%。

　　再從不同工藝產品對公司營收的貢獻來看，中芯國際40nm及以上更早節點的成熟制程貢獻約94%收入，且盈利穩定；28nm以下節點尚處于虧損狀態。臺積電16nm及以下先進制程貢獻56%收入，7nm貢獻35%收入，先進制程在全球處于80%份額的壟斷地位。

　　產能方面，中芯國際建有3座8寸晶圓廠，4座12寸晶圓廠。其中，8寸產能共計23.3萬片/月，12寸產能10.8萬片/月，總產能47.6萬片/月（折合8寸）。臺積電8寸產能為56.2萬片/月，接近中芯國際的2.5倍；12寸產能為74.5萬片/月，是中芯國際的7倍。

　　研發投入方面，2017年到2019年間，臺積電的研發投入費用是中芯國際的4-5倍。

　　2017年到2019年，中芯國際的研發投入分別為36萬億元、45萬億元及47萬億元，分別占營業收入的17%、19%、22%。臺積電的研發投入分別為184萬億元、186萬億元、211萬億元，分別占營業收入的8%、8%、9%。

　　研發人才數量方面，截至2019年12月31日，中芯國際擁有技術研發人員 2530 人，占公司員工總數的16%。2019年，臺積電研發組織人數總數為6534人，是中芯國際的2.5倍。

　　當看到中芯國際在各項硬性指標上都拼不過臺積電時，機構投資者們便很少出手。

　　中芯國際最終因股價長期低迷且成交量低，于2019年5月從紐交所退市。

　　“技”不如人的連鎖反應還包括：2020年4月以前，中芯國際都無法在A股上市。

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　　盡管后來中芯國際讓投機客們如癡如醉，但個中原委卻少為人知。

　　原來，證監會2020年4月底調整了紅籌上市企業境內上市門檻，將市值標準從“不得低于2000億元”降為“不得低于200億元”。

　　中芯國際因此成為第一家受惠于此項政策的公司，拿下境外已上市紅籌公司回歸A股上市第一單。7月16日，在科創板上市后，更是以532億元的首發募資額，成為近十年來A股市場上的“募資王”。市值最高時超過6500億元。

　　中美高科技貿易摩擦的大背景，以及中芯國際在國內獨一無二的地位，讓市場對中芯國際寄予厚望。

　　通過對中芯國際上市十個交易日的觀察，可以發現，股價已經回歸正常——在某位業內人士看來，現在的中芯國際只值5000多億元。

　　7月16日，中芯國際以95元/股的價格開盤，市值超7000億元。當日報收于82.92元/股，總市值達5918億元，榮登科創板企業市值榜首。

　　之后，股價便一路走低，最低為70.02元/股。因為有大批前期中簽的投資機構紛紛拋售兌現，以及受中美關系影響。7月21日，美方突然要求中國在7月24日下午4時前關閉駐休斯敦總領館。中國以關閉成都美領館為反制。

　　自中芯國際在A股上市，其在港股的市值就一路下跌。股價最低時，僅24.1港元/股（21.76元/股）。7月28日起，股價有小幅回升。

　　中芯國際在A股和港股的表現差距較大。

　　而且中芯國際IPO背后有大量國有資本為其背書這一點，也引發部分人擔憂：是否會拔苗助長？

　　7月5日中芯國際披露的戰略配售信息顯示，29 名戰略投資者參與了配售，合計投資金額達242.61億元。

　　其中，國家大基金二期和新加坡政府投資公司認購在30億元以上，分別為35.18億元、33.17億元。中國信息通信科技集團有限公司、國新投資有限公司、中國國有企業結構調整基金股份有限公司、青島聚源芯星股權投資合伙企業、中國保險投資基金均認購10億元以上。

　　中芯國際IPO發行后，其大股東將由大唐電信和國家集成電路產業投資基金（國家大基金）組成，分別持股12.75%和11.82%，其他股東則占50.43%。

　　截至發稿，中芯國際A股市值約5584億元，港股市值達2123.7億港元（1917.51億元）。臺積電臺股市值達10.94萬億新臺幣（2.6萬億元人民幣），美股市值達3471.04億美元（約2.4萬億元人民幣）。

　　也許這就是真實的差距，很刺眼，但必須承認。

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　　現在，不論是出于自證的需要，出于長遠發展的需要，還是不辜負國家/市場的期待，中芯國際都應該迫不及待地追趕先進制程。

　　但先進制程的研發，極其耗錢，且技術壁壘越來越高。聯電和格羅方德已經宣布放棄7nm以下的高端工藝了。

　　而且，芯片生產分為小批量試產、風險量產、批量生產三個階段。良品率的問題，會對產能造成影響。最近，英特爾就因為7nm芯片制程良品率不及預期，決定將部分7nm芯片交由臺積電代工。

　　為了造出中國大陸第一條14nm及以下先進工藝生產線，中芯國際和國資背景的基金（兩期大基金和兩期上海集成電路基金）沒少掏腰包。

　　中芯國際在上海工廠建立了12 英寸“研發——生產”一體化集成電路研發生產線，配備了最先進的浸潤式光刻機、數百套研發生產設備和在線測試設備。如今，該產線擁有中國大陸最先進的14nm FinFET 生產能力和第二代 FinFET 工藝技術研發能力。

　　2018年1月，國家集成電路基金一期、上海集成電路基金一期、中芯國際全資公司中芯控股，分別出資9.465億美元、8億美元、15.435億元，將中芯南方的注冊資本由2.1億美元增至35億美元。

　　中芯南方在申請科創板前進行了新一輪增資擴股，國家集成電路基金二期和上海集成電路基金二期將分別注資15億美元、7.5億美元，合計22.5億美元（約160億元人民幣），將中芯南方注冊資本由35億美元增加至65億美元。

　　中芯國際表示，由于預期先進制程的市場需求持續急增，中芯南方的目標為將產能由每月6000片增加至3.5萬片，以滿足未來的集成電路晶圓代工生產需要。

　　此次IPO募集資金的40%（80億元）也是用于擴充該產線產能，20%用于為先進及成熟工藝研發項目儲備資金。

　　14nm芯片量產的同時，中芯國際12nm工藝也已進入流片階段，第二代 FinFET 技術（N+1）已進入客戶導入階段，預計2020年第四季度將實現小規模量產。

　　和市面上的7nm相比，N+1性能提高了20％，但低于臺積電計劃的30%和實際的市場基準35%。但二者在功率和穩定性方面非常相似，功耗降低了57％，邏輯面積降低了63％，SOC面積降低了55％。

　　可以說，N+1就是在對標7nm，N+2是為了對標5nm。這次有戲嗎？

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　　但芯片制造并非做好自身，就能一步到位。

　　芯片制造是將集成電路刻在晶圓上，這個過程需要經過光刻、刻蝕等工藝流程的反復幾十次甚至上百次循環，逐層集成，并經離子注入、退火、擴散、化學氣相沉積、物理氣相沉積、化學機械研磨等流程，最終實現芯片設計圖從光掩模到晶圓上的轉移，在指甲蓋大小的空間中集成數公里長的導線和數以億計的晶體管器件。

　　由于這些圖形的最小寬度甚至不到頭發絲直徑的千分之一，只能使用高精密設備來進行操作。光刻機的精度更是決定了制程的精度。

　　但當技術節點向 5nm 甚至更小的方向升級時，普通光刻機受其波長的限制，精度已無法滿足工藝要求。而EUV光刻機卻能以波長為10-14nm的極紫外光作為光源的光刻技術，具體為采用波長為13.4nm的紫外線。

　　迄今為止，能夠生產出EUV光刻機的，全世界僅有一家：荷蘭的ASML。

　　2018年初，中芯國際從ASML訂購了一臺EUV光刻機，但由于瓦森納協議（美國的施壓），至今尚未發貨。

　　或許你會好奇，為什么美國可以阻止一家荷蘭公司出售光刻機，扼住中國公司的喉嚨？這個故事得從ASML的EUV光刻機是怎么來的講起。

　　上世紀90年代，光刻機的光源波長被卡死在193nm，成為擺在全產業面前的一道難關。為了嘗試突破193nm，英特爾選擇了激進的EUV方案，（嘗試用僅有十幾nm的極紫外光，刻10nm以下的芯片制程，）便在1997年，組了一個“EUV LLC”聯盟。

　　聯盟成員除了英特爾和牽頭的美國能源部，還有AMD、摩托羅拉、IBM，以及能源部下屬勞倫斯利弗莫爾、桑迪亞、勞倫斯伯克利三大國家級實驗室。

　　由于聯盟中的美國光刻機企業SVG、Ultratech早在80年代就被尼康打得七零八落，于是，英特爾拉ASML入伙，共同參與開發，共享研究成果。

　　為了表達誠意，ASML同意在美國建立一所工廠和一個研發中心，以此滿足所有美國本土的產能需求。另外，還保證55%的零部件均從美國供應商處采購，并接受定期審查。

　　2003年，EUV LLC聯盟的幾百位科學家在發表了大量/數百篇論文，論證了EUV技術的可行性后，光榮解散。作為組織成員，ASML有機會分享技術。

　　經過10年的研發，ASML終于在2015年將EUV弄到可量產狀態。

　　EUV的核心技術集中在三大領域：頂級的光源（激光系統）、高精度的鏡頭（物鏡系統）、精密儀器制造技術（工作臺）。

　　但EUV光刻機是個集大成者，堪稱現代光學工業之花，鏡頭被德國的蔡司壟斷，頂級的光源來自于2012年收購的美國企業Cymer，精密儀器制造技術也來源于德國。ASML只掌握了不到10%的核心技術。這為日后美國能夠禁運中國埋下了地雷。

　　目前，國內最成熟的光刻機廠商——上海微電子，能規模化制造的是90nm左右的工藝光刻機。在精密制造領域，83nm的差距，12.85倍，“比站在地上看星空的距離還要大”，暫無法做到國產替代。

　　中芯國際稱，EUV光刻機對于其目前在研中的N+1技術是不必要的。臺積電就是使用193nm DUV設備率先實現了7nm量產。

　　但要想實現5nm及以下制程工藝芯片制造，EUV光刻機就必不可少。如果買不到ASML光刻機，中芯國際的芯片制程工藝只能停留在7nm。

　　除此之外，美國的“實體清單”就像一把懸在中芯國際頭上的達摩克斯之劍。不知何時，它就會落下。

　　中芯國際能做的，唯有calm down，and keep going。