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科技
作者:连线Insight
2021-07-07 17:40
[亿欧导读]

中芯国际还处在动荡之中。

中芯国际

题图来自“外部授权”

来源:连线Insight

作者:李信

编辑:子夜

中芯国际,失去了一员得力干将。 

7月4日,中芯国际发布公告表示,公司核心技术人员吴金刚博士近日因个人原因申请辞去相关职务并办理完成离职手续。离职后,吴金刚博士不再担任公司任何职务。目前公司的技术研发工作均正常进行,吴金刚博士的离职未对公司整体研发实力产生重大不利影响。 

该消息公布后,7月5日中芯国际科创板盘中出现最高1.4%的跌幅,最终以微涨0.41%收盘,而港股收盘则下跌2.15%,市值蒸发近30亿港元。 

7月5日中芯国际股价走势(港股),图源老虎证券 

这不是中芯国际经历的首次核心人才离职风波,此前其联席CEO梁孟松也提过离职,但最终被中芯国际留下来了。尽管中芯国际没有表明通过哪些方式留下梁孟松,但从梁孟松2020年在中芯国际获得的薪酬可以看到,其收入比2019年提高了3倍左右。 

值得注意的是,吴金刚离职前不久,还获得了价值千万的期权激励。此次突然离职,意味着其放弃了千万期权。 

除了核心人才流失,当前中芯国际在先进制程上也面临诸多考验。 

成立至今,中芯国际28nm、14nm、12nm,及N+1(内部代号)等技术均已进入规模量产,同时,梁孟松也提到,7nm技术的开发也已经完成。在芯片领域,制程越小,功耗越低、性能越高。 

不过,原本原本中芯国际定于4月风险试产7nm,但至今还未有任何消息,这也引发外界对中芯国际的忧虑。

更关键的是,原本中芯国际向光刻机制造商ASML订购的EUV光刻机疑似跳票。在今年3月,中芯国际与ASML重新签订的采购协议中,已经没有EUV光刻机身影。 

EUV光刻机作为先进制程的关键设备,中芯国际在没有获得的情况下,很难在先进制程上有较大突破,今后与台积电的差距也可能进一步拉大。 

或许是意识到先进制程方面的困难,中芯国际已经开始转向发展成熟工艺。但在这方面,中芯国际也没有太多优势,毕竟拥有成熟工艺的厂商较多,中芯国际很难在竞争激烈的环境中,获得更多的订单。 

今后,中芯国际不仅要想办法突破先进制程,持续加深自己的护城河,更需要扩大营收渠道,为今后的长期竞争做足准备。

放弃千万激励、20年元老出走,今后中芯国际靠什么留住人才? 

中芯国际五大核心技术人员中,吴金刚是一员不折不扣的得力老将。 

据公开资料显示,2000年中芯国际成立,吴金刚在2001年就加入了中芯国际,其此前就职于日本通产省工业技术研究院。从2001年至今,吴金刚历任中芯国际助理总监、总监、资深总监和技术研发副总裁职位。 

相比其他五位核心技术人员,吴金刚最早加入中芯国际,也是在中芯国际工作时间最长的核心技术人员,算下来已经在中芯国际工作了20年左右,也为中芯国际做出了不少贡献。 

中芯国际2020年港股财报(以下数据均来源港股财报)显示,吴金刚在任职期间负责参与过公司FinFET先进工艺技术研发及管理工作。 

在中芯国际港股公布的财报中,可以看出FinFET的重要性,其表示集成电路制造需要在高度精密的设备下进行,在经历数十年的发展后,集成电路已由本世纪初的0.35微米的CMOS工艺发展至纳米级FinFET工艺 。 

可见,FinFET工艺已经成为集成电路制造的关键技术,而中芯国际在FinFET工艺上,已经进入第二代技术开发阶段,目前已经进入风险量产。 

风险量产即小批量试产后的样品经封装测试、功能验证等环节,如符合市场要求,则进入风险量产阶段。风险量产阶段主要包括产品良率提升、生产工艺能力提升、生产产能拓展等环节。 

值得注意的是,今年5月中芯国际刚公告了新一期股权激励计划。吴金刚作为核心技术人员之一,获得了16万份的限制性股票,占授予限制性股票总数的比例为0.21%。 

该激励计划首次授予价格,依据本计划公告前1个交易日公司A股股票交易均价54.86元的36.46%确定,为每股20元。这意味,吴金刚获得的16万份的限制性股票对应市值为878万元。 

然而,根据股权激励计划,激励对象离职的,自离职之日起激励对象已获授予但尚未归属的限制性股票不得归属,并作废失效。也就是说,吴金刚拿到16万份限制性股票还不到2个月,就自动放弃了价值千万的期权。 

原本,中芯国际想靠期权“留人”,但没想到核心技术人才已经看不上千万期权了,这或许预示着今后中芯国际光靠“钱”,已经留不住核心技术人才了。 

需要关注的是,这并不是中芯国际遇到的首次核心人才离职风波。 

2020年12月,中芯国际联席CEO梁孟松的一封辞职信引起全网关注。在信中,梁孟松表示“深感已经不被尊重和不被信任,我觉得,你们应该不再需要我在此继续为公司的前景打拼奋斗了”。 

据连线Insight查阅公开资料,梁孟松在2017年10月成为中芯国际联席CEO。在内部分工中,梁孟松负责先进制程,另一位联席CEO赵海军负责成熟制程。

赵海军与梁孟松,图源中芯国际港股财报 

梁孟松加入中芯国际后,快速展现了自己的能力。2018年,中芯国际14nm工艺就成功进入客户导入阶段,2019年末实现量产。此后,中芯国际又开始发展N+1、N+2项目,相当于对标台积电7nm工艺。 

可以说,梁孟松是中芯国际先进制程方面的关键角色,他一旦辞职,或将让中芯国际难以在短期内找到扛起突破先进制程大旗的人物。 

为此,当时中芯国际还专门发布公告,表示获悉梁孟松其有辞任的意愿,正积极与梁孟松核实其真实辞任之意愿。 

从中芯国际2020年港股财报中,可以看出为了让梁孟松安心工作,其可谓下了“血本”。 

2020年,梁孟松获得的总薪酬为441.3万美元,其中包括一套340万美元的住房,系中芯国际赠予梁孟松用于居家生活。也就是说,除去住房,2020年梁孟松获得了101.3万美元的总薪酬。相比其2019年拿到的34.1万美元薪酬,提高了约3倍左右。 

不过,在梁孟松此前提交的辞职信中,其表示:“我来中国大陆本来就不是为了谋取高官厚禄,只是单纯地想为大陆的高端集成电路尽一份心力。” 

作为在半导体业界有逾35年经验的大拿,梁孟松的确有说此话的资本。他曾在三星任职期间,帮助其在14nm工艺上实现对台积电的反超,并一度从台积电口中抢下了苹果A9芯片订单。加入中芯国际后,梁孟松也迅速缩小了中芯国际在先进工艺上与台积电的差距。 

尽管中芯国际后来留下了梁孟松,但其与另一位联席CEO赵海军不和的消息时常传出,这或许也将成为中芯国际今后的另一大隐患。 

除了高管传出不和,中芯国际总体人员流失率也较高。 

据中芯国际《2019年社会责任管理报告》披露,当年公司员工流失率控制在 17.5%,较 2018 年下降了 4.5%,其中上海、北京、深圳、天津、江阴地区员工流失率分别占45.3%、32.6%、12、3%、7.8%和2%。 

2019年中芯国际员工流失情况,图源中芯国际《2019年社会责任管理报告》 

反观台积电披露的数据显示,2019年员工流失率为4.8%,从2015年至2019年5年内,员工主动离职率最高不超过5%,最低仅有4.1%。 

半导体制造行业本就是人才密集型产业,芯片人才更是供不应求,中芯国际面临的人才挑战已经越来越严峻。

苦等EUV光刻机未果,中芯国际先进制程研发受阻 

“目前,28nm、 14nm、 12nm及n+1等技术均已进入规模量产,7nm技术的开发也已经完成,明年四月就可以马上进入风险量产。”2020年底,在梁孟松的辞职信中,透露了中芯国际先进工艺的最新研发进展。 

不可否认的是,自从梁孟松加入中芯国际后,其先进制程工艺的确走上了快车道。 

2017年之前,中芯国际28nm低阶Polysion才勉强量产,主流28纳米HKMG良率也不如预期。

梁孟松入职后,开始进行了一系列的调整,比如强化责任制,调整更新14nm FinFET规划等。他自己也在辞职信中表示,担任中芯国际联席CEO三年多,几乎从未休假。 

在梁孟松的带领下,中芯国际2000多位工程师在三年内完成了从28nm到7nm工艺的五个世代的技术开发。 

“这是一般公司需要花10年以上时间才能完成的任务。”梁孟松在辞职信中强调。 

然而,原本中芯国际定在今年4月风险试产7nm芯片,但直到如今还未传来任何消息。这或许与EUV光刻机迟迟未到货有关,EUV光刻机被业界认为是7nm以下芯片制造的必要设备。 

据连线Insight了解,当前光刻机主要分为EUV光刻机和DUV光刻机,其中DUV光刻机还分为干分式与液浸式两种。荷兰光刻机巨头ASML生产的液浸式DUV光刻机,波长有193nm,等效为134nm。

ASML的DUV光刻机,图源ASML官网

虽然经过多重曝光后,液浸式DUV光刻机也能达到7nm工艺,但多一次曝光就会让制造成本大大提升,同时也难以控制良品率。 

EUV光刻机则采用13.5nm波长的光源,毫无疑问是突破10nm以下芯片制程必不可少的设备。换句话说,如果没有ASML的EUV光刻机,所有芯片制造巨头的5nm产线均无法投产。 

也正是因为EUV光刻机的重要性,为此中芯国际早在2018年,就花了1.2亿美元向荷兰企业ASML定购了一台EUV光刻机,原计划定在2019年初交付,但至今仍未交付。 

当时,荷兰政府的确向ASML发放了出口许可证,但由于受到美国变相封禁,EUV光刻机受国际协议限制形成了出口管制,中芯国际也就迟迟未能拿到梦寐以求的EUV光刻机。 

为什么一个荷兰公司,会听从美国,这其实是有根源的。 

早在上世纪八九十年代,光刻机光源卡在193nm长达20年之久。为了突破技术,英特尔说服时任美国总统克林顿组织了一个EUV LLC联盟,集合了当时科技界大牛摩托罗拉、IBM以及美国三大国家实验室等。 

由于当时美日科技争霸,美国没有让日本企业加入,反而允许荷兰企业ASML共享研究成果。为此,ASML在美国建设了研发中心,还保证55%的零部件均从美国采购并定期接受审查。 

时至如今,ASML前17大供应商主要集中在欧洲、美国、日本以及中国台湾,其中美国就占了9家、台湾占了4家、日本占了3家、德国占了1家。也就是说,ASML能够造出EUV光刻机,其大部分主要零部件也要靠美国供应。 

中芯国际迟迟等不到EUV光刻机后,或许也意识到了交付无望。 

在今年3月,中芯国际发布公告表示,已经与阿斯麦(上海)机电设备有限公司签订了经修订和重述的批量采购协议,总价约为12亿美元,协议延长至2021年12月31日。 

不过,在ASML发布的公告中显示,中芯国际与ASML的批量购买协议,与DUV(深紫外线)光刻技术的现有协议相关。也就是说,中芯国际苦苦等待三年后,最终还是未能获得EUV光刻机,只能购买到DUV光刻机。 

失去EUV光刻机的中芯国际,今后在先进制程上只会距离台积电越来越远,这光靠顶尖技术人才也无法弥补。

ASML的EUV光刻机,图源ASML官网 

更关键的是,据AI财经社报道,一条芯片生产线上有数十种机台、几百台设备。在中芯国际,海外设备占到90%左右。其中,美国半导体设备占到60%左右,其余为日韩等国的设备,国产设备占比仅为10%左右。 

这意味着,中芯国际也无法通过国产设备替代来研发先进制程,因为国内在芯片设备领域较为落后,当前没有设备能满足芯片制造企业的实际需求。为此,中芯国际也只有与国际厂商合作,才能实现突破先进制程的研发。 

但当前,中芯国际既没拿到突破10nm制程的关键设备EUV光刻机,又无法与国内厂商合作。如果中芯国际的先进制程研发继续停滞下去,其面临的困局可想而知。 

先进制程不赚钱、成熟工艺竞争大,中芯国际陷尴尬困境 

中芯国际7nm还未风险试产,台积电已经在考虑3nm商业化生产了。 

据外媒报道,台积电在5nm制程工艺大规模量产一年后,将采用3nm 制程工艺代工芯片的新工厂,目前建设进展顺利,并未受到影响。 

在2021年国际固态电路会议(ISSCC)的开幕演讲中,台积电董事长刘德音也透露,3nm进展顺利,甚至比预期进度超前一些。3nm芯片将于今年晚些时候试产,预计将在2022年下半年开始商业化生产。

台积电晶圆十八厂,3nm制程主要生产基地,图源台积电官网 

面对进展快速的台积电,在迟迟未获得EUV光刻机后,中芯国际已经在推进无需使用EUV光刻机研发7nm的路径。 

今年3月17日,中芯国际发布公告表示,目前中芯国际FinFET第一代技术已经成功量产,FinFET第二代技术则处在风险量产阶段。 

此前,中芯国际曾公布,FinFET第一代技术实质是14nm工艺改进的12nm工艺,FinFET第二代技术则包括N+1和N+2(内部代号),分别对标台积电7nm和5nm。 

不过,从官方公布的参数看,中芯国际的7nm与台积电的7nm仍存在一定差距。 

梁孟松曾公开过N+1、N+2代工艺的情况,当时其透露N+1工艺相比于14nm性能提升20%、功耗降低57%、逻辑面积缩小63%,SoC面积缩小55%,之后N+2工艺性能和成本都更高一些。 

尽管中芯国际的N+1在功耗、稳定性上与7nm非常相似,但其性能未达到7nm应有的35%的市场基准提升幅度。因此,中芯国际的7nm,并不算是真正意义上的7nm,也正是因为性能提升不够,所以N+1工艺面向低功耗应用领域。 

另外还需注意的是,尽管中芯国际在先进制程方面投入巨大,但当前先进制程并未给中芯国际带来更多营收。 

据连线Insight查阅,从2020年二季度开始,中芯国际已经不再将目前代表公司最先进制程工艺的14nm芯片收入占比分开计算,而是与28nm芯片合并披露。 

在2021年第一季度财报中,14/28nm的收入仅占中芯国际的6.9%,相比上一季度下降1.9%。由于合并计算,无法获知14nm收入具体有多少,但从大环境来看,中芯国际来自14nm芯片的收入显然在减少。 

首先,需要明晰一点,芯片工艺越先进,客户范围就越小。在国内,14nm及以下芯片的主要需求方为华为海思。此前由于华为被制裁,为此中芯国际一度成为华为海思14nm芯片的供应商。 

中芯国际为了接下华为订单,在2020年初将14nm产能从原本3000片扩大到了15000片。 

但谁能预料到,中芯国际扩产半年后,美国对华为的制裁加码,自2020年9月15日之后,中芯国际等晶圆厂无法利用美国设备为华为代工芯片。就此,中芯国际不仅失去了大客户,扩张的产能也陷入过剩境地。 

如今,中芯国际的主要收入还是靠成熟工艺40/45nm与55/65nm,2021年一季度分别占比16.3%和32.8%,加起来占到总收入的49.1%。

以技术节点分类的收入分析,图源2020年中芯国际港股财报 

无法从先进制程赚钱,中芯国际也转向扩张成熟工艺。 

今年3月17日,中芯国际发布公告表示将在深圳投资建厂。据悉,中芯国际深圳新项目的投资额约为23.5亿美元,约合人民币153亿元。此次建厂将重点生产28nm及以上工艺制程,预计将在2022年开始投产,规划月产能为4万片。 

不过,中芯国际的成熟工艺也表现出竞争力不足。从2017年到2019年,其28nm的产品收入占比分别为8.12%、6.19%及4.03%,下降趋势明显。 

与此同时,在成熟工艺上,中芯国际也面临更多竞争。当前,全球28nm订单主要被台积电、联电、Global Foundry、中芯国际等少数企业瓜分,中芯国际分到的份额并不多。 

如今的中芯国际,在先进制程因缺失足够订单面临亏损,而在成熟工艺上,也不占据绝对优势,可谓处于较为尴尬的境地。 

“如果公司未来技术研发的投入不足,不能支撑技术升级的需要,可能导致公司技术被赶超或替代,进而对公司的持续竞争力产生不利影响。”在财报风险提示一栏,中芯国际如实表明。 

从2000年成立以来,中芯国际度过了风雨飘摇的20载,也一直处于产业发展与国际关系的历史进程中。今后,中芯国际承载的使命也将更为重要,其面临的挑战也将更为严峻。  

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中芯国际光刻机梁孟松ASML