mcu|「芯观点」MCU要转28nm两大矛盾待厘清

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mcu|「芯观点」MCU要转28nm两大矛盾待厘清
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集微网消息(文/思坦),成熟制程产能紧缺仍在掣肘设计厂出货量,产品集中在40nm及以下制程的MCU首当其冲。随着代工厂重金加码的28nm制程新产能即将开出,近日传出部分MCU头部企业有意将产品向更高的28nm制程推进,以解决产能危机。然而,集微网就此事向业内人士求证,却得到截然不同的回复。国内某头部测试设备企业高层表示,国外企业基于ARM M7和M9内核的MCU产品确实有采用28nm制程的,但据国内某代工厂技术高层所说,暂未听说相关信息。MCU众厂转投28nm制程究竟是真是假?综合业内分析以及当前掌握的信息来看,这一传闻在逻辑上有几大矛盾点仍待厘清,但从另一个视角来看,成熟制程产能紧缺,是否进一步推动半导体产业向先进工艺发展,也值得业内探讨。矛盾之一:28nm的MCU,技术达到了吗?据了解,当前MCU制造工艺主要停留在0.18/0.13 um、90/55/40 nm等成熟制程,即使如意法半导体这样的全球一线MCU厂商,其大部分产品还是集中在180/130nm、90nm和40nm等成熟制程范围,且产品主要还是以90nm及以上制程为主。从国内厂商来看,中颖电子、复旦微等MCU产品制程也主要集中在90nm及以上微米级别,兆易创新、乐鑫科技、东软载波等最先进产品制程已达到40nm,其中兆易创新的GD32E507/GD32E505采用了台积电低功耗40nm嵌入式闪存制程。
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28nm方面,部分先进车用MCU据称确有采用,例如车用芯片IDM巨头恩智浦、瑞萨电子,其最先进的车用MCU就已采用了28nm制程,不过瑞萨2018年就已宣布,其最高端的28nm车用MCU将全数交由台积电代工,从侧面反映了技术规格之高。MCU转向28nm制程难点何在?据上述代工厂技术高层向集微网介绍,与普通逻辑工艺不同,MCU制造一般还需要eNVM(嵌入式存储器),是当前MCU向更先进制程迈进的主要障碍。对于MCU来说,嵌入式闪存(eFlash)是必不可少的组成部分,不仅需要用其来存储代码,还需要用其存储使用过程中产生的数据。eNVM即是其中的一种、也是当前主流的技术方案。然而对于不同的eNVM工艺,需要增加不同层数的光罩,因而成本有所增加。成本之外,eFlash也给代工厂的技术储备带来了要求。在当前全球主要的MCU代工厂中,台积电的eFlash制程范围最广(22nm-0.5um),联电、格芯最先进eFlash技术均为40nm,但后者已掌握22nm eMRAM(eFlash以外的另一种MCU存储方案)技术。
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中国大陆地区的代工厂中,华虹宏力的eFlash制程范围最广,但最高也只到达90nm,55nm还在验证当中,上海华力最高到55nm,40nm正在开发,而中芯国际eFlash技术还停留在0.162/0.18 um。也就是说,有能力制造28nm制程MCU的代工厂屈指可数,中国大陆地区的厂商甚至尚未触及高端制程,如果转向28nm产品,最终供应压力很有可能还是集中于台积电,在此前提下,又引出另一个矛盾点:28nm制程产能真的比成熟制程充裕吗?矛盾之二:28nm新产能成焦点,但真的够吗?从代工龙头台积电近期对于28nm种种安排来看,并不难理解为何众厂商将下一步争夺产能的目标聚焦于28nm制程。上月中旬有报道称,台积电28nm制程的扩产计划或不局限于当前已公开的中国大陆南京厂,中国台湾的中科工厂、计划中的日本熊本工厂以及德国德累斯顿工厂同样有意扩大28nm制程产能,未来2-3年内,28nm产能合计将增扩到每月10万-15万片。与此同时,又有市场传言称,台积电28nm制程将冻涨,到今年年底前都不会调整代工价格,而在40nm及以上制程方面又持续调高报价,希望以此来控制这些节点客户重复下单的问题,甚至有设计公司透露,台积电方面也鼓励客户将产品由40nm转向28nm。然而即便如此,台积电28nm产能能否满足MCU厂商的需求,仍然很难说。毕竟在此轮缺芯潮下,市场对28nm的需求已经屡次刷新既有认知,并且由于具有极高的性价比,对其跃跃欲试的除了MCU外,还有PMIC、WiFi芯片以及其他车用芯片,届时或仍避免不了排队抢产能的局面。对于上述可能面对的窘境,MCU厂商有两种补救方案,一种是与其他代工厂合作加快eFlash技术的推进发展,另一种是退而求其次,不用eFlash的存储解决方案,根据上述代工厂技术高层介绍,如果processor用28nm工艺制程,RAM单独做去合封,即通过SiP方式把Nor Flash芯片和逻辑芯片封装在一起,代码和数据存储在独立、外挂的Nor Flash芯片上。