2021年08月29日 | MCU要转成28nm？两大矛盾待厘清

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。

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。

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。

用这种方法，“制造上就不存在太大的技术障碍，只是性能差一些。”同时，该方案还具有容量高、存储器价格低、上市时间快等优势。据了解，兆易创新的多个产品系列就使用了这种存储解决方案。

但更大的问题在于，即使像上海华力、中芯国际、厦门联芯等中国大陆厂商能够在合封的基础上去做28nm MCU，但上述高层表示，目前的状况是，28nm制程比40nm及以上制程产能还要不足，根本不存在成熟产能不足转投28nm的情况。

退一万步来说，即使未来有更多的新产能开出，在28nm制程水涨船高的情况下，成本又将成为另一限制因素，联电此前就已传出明年1月起按季涨价，其中28nm制程报价超过台积电到2800-3000美元新高。业内预计，包括格芯、中芯国际等代工厂2022年首季28nm制程将与联电相近。

国内某头部测试设备厂高层对集微网坦言，产能是MCU转28nm制程的驱动力，但成本也是需要考虑的因素。28nm的进入门槛较高，工艺转换成本也高，相让风险较大，如果没有足够的量及毛利，国内厂家不敢轻易尝试，因此大多还处于观望状态。