[原创] 12nm制程的机会来了

据DIGITIMES Research统计和分析，今年第2季度，中国大陆智能手机应用处理器(AP)出货量提前拉货，较前期预估(季增34.6%)幅度加大。但该机构预估第3季度因第2季已提前拉货，因此，虽在旺季，预估大陆市场AP出货量季增长仅0.2%，较去年同期将减少7.6%。

DIGITIMES Research表示，第3季度，大陆市场手机AP制程转换也将明显，28nm比重将继续下降，被12nm超越，12nm出货比重将上涨3成，跃居市场主流；7nm比重有望达到1成左右。

根据这一市场统计和分析，12nm制程技术将会在我国大陆地区的手机市场大放异彩。我们知道，在中高端领域，市场上的主流制程工艺节点是22nm、16/14nm、10nm、7nm，以及今后的5nm和3nm，这些被称为主节点。而28nm、20nm、12nm、8nm等，被称为半节点，这些节点有很强的过渡属性，因此，总体来讲，它们的市场占有率相比于那些主节点要低。而28nm和12nm相对较为特殊，28nm是因为具有绝佳的性价比，因此应用面很广，也非常成熟；而12nm是典型的中端芯片制程工艺，市场上有多家知名处理器厂商的中端产品都选用了该制程工艺，这其中尤以手机处理器为最多。

图源：中信证券

中国大陆手机市场庞大，且中端和中低端占据着出货量的大头儿，这就给了中端手机处理器芯片绝佳的发展机会，相应的12nm制程技术的市场份额也就水涨船高了。

从目前的晶圆代工市场来看，具备12nm制程技术能力的厂商很少，主要有台积电、格芯（原格罗方德，GF）、三星电子和联电。联电于2018年宣布停止12nm及更先进制程工艺的研发。因此，目前来看，全球晶圆代工市场，12nm的主要玩家就是台积电、格芯和三星这三家，这一点，从近两年市场推出的各种芯片也可见一斑。

12nm制程芯片

2018年8月，华为发布了中端芯片麒麟710，采用的就是12nm制程，用在了当时的中端机型、在海外被称为Mate 20 Lite上。麒麟710由Cortex A73×4＋Cortex A53×4组成，CPU主频为2.2GHz，GPU为Mali－G51。

2018年5月，联发科推出了中端芯片Helio P22，采用台积电12nm FinFET工艺制造，CPU为8核A53，最高主频2.0GHz。GPU采用PowerVR GE8320，频率650MHz，最高支持1600x720（20：9）屏幕分辨率。

2018年6月，联发科推出的中端芯片Helio P60表现不凡，吸引了OPPO和vivo等国产一线手机厂商的订单，像OPPO R15、vivo X21i等机型都搭载了Helio P60处理器。这颗芯片同样是定位中端，基于12nm制程工艺，并加入了人工智能技术。

2018年7月，联发科又推出了Helio A 系列产品，并称其把高端产品功能下放到了用户基数庞大的大众市场。该系列的首款产品为Helio A22，同样采用12nm制程工艺，搭配CorePilot技术，内建主频2.0 GHz的4核Cortex–A53，以及PowerVR GE图形处理器。

在中国大陆，紫光展锐最近几年在中端和中低端市场的拓展力度也很大，并逐步扩大着市场占有率，而在即将到来的5G市场，该公司推出了春藤510，采用了台积电12nm制程工艺，同时支持SA（独立组网）和NSA（非独立组网）方式。

可见，联发科是12nm制程中端手机芯片的主要玩家，来自DIGITIMES Research的统计和分析显示，高通受中美贸易影响，预计今年第3和第4季度出货量将分别较前季减少3.8%和2.7%，高通强化自主架构芯片，第4季度占高通整体出货比重有望提升至64.6%。从目前的形势来看，华为很可能将中端机种AP转单联发科，再加上OPPO、vivo等新品也多采用联发科的AP，预计会带动后者今年第3季度AP出货量较前一季增加5.8%，其中，Cortex-A57以上平台出货比重至今年第4季度有望提升至39.2%。

除了手机处理器之外，2018年底，AMD的显卡RX 590采用了12nm制程代工生产，而这款产品的代工厂为格芯和三星两家。由于AMD与格芯的深厚关系，其很多芯片都是由格芯代工的，但随着格芯宣布退出10nm及更先进制程的研发和投入，使得AMD不得不将先进产品分给了三星和台积电代工，从而分散了格芯的订单。

而在同一时期，另一家显卡厂商NVIDIA则选择了台积电的12nm制程。

三国杀

台积电的16nm制程经历了16nm FinFET、16FF＋和16FFC三代，之后进入了第四代16nm制程技术，此时，台积电改变策略，推出了改版制程，也就是12nm技术，用以吸引更多客户订单，从而提升12吋晶圆厂的产能利用率。因此，台积电的12nm制程就是其第四代16nm技术。

与前几代相比，12nm具备更低漏电特性和成本优势。与16nm相比，12nm制程不仅拥有更高的晶体管密度，而且在性能和功耗方面得到了进一步优化，有较大的升级幅度。对于台积电来说，推出12nm工艺，不仅可以缓解10nm制程带来的订单紧张问题，而且还能在市场营销上反击三星、格芯、中芯国际等对手的14nm工艺，避免订单流失。

格芯于2018年宣布退出10nm及更先进制程的研发，这样，该公司的最先进制程就是12nm了。该公司是分两条腿走路的，即FinFET和FD-SOI，这也充分体现在了12nm制程上，在FinFET方面，该公司有12LP技术，而在FD-SOI方面，有12FDX。12LP主要针对人工智能、虚拟现实、智能手机、网络基础设施等应用，利用了格芯在纽约萨拉托加县Fab 8的专业技术，该工厂自2016年初以来，一直在大规模量产格芯的14nm FinFET产品。

由于许多连接设备既需要高度集成，又要求具有更灵活的性能和功耗，而这是FinFET难以实现的，12FDX则提供了一种替代路径，可以实现比FinFET产品功耗更低、成本更低、射频集成更优。

数据显示，格芯的12FDX制程能够以低于16nm FinFET 制程的功耗和成本，提供等同于10nm FinFET的性能，并且支持全节点缩放，使性能比FinFET 制程提升15%，功耗降低50%。而掩模成本也比10nm FinFET减少40%。格芯的12FDX制程在号称成本、功耗等方面都优于台积电主力16nm制程的情况下，台积电推出了第四代16nm制程，也就是12nm制程，使得双方的竞争进一步加剧，而格芯12FDX的量产时间要比台积电的12nm制程晚一些，这些对于12FDX来说，在后续的市场竞争中，是个不小的考验。

目前，格芯正在大力推广其12nm制程，上周，该公司宣布开发出了基于Arm的3D高密度测试芯片，该芯片采用GF的12nm FinFET工艺制造，采用3D的Arm网状互连技术，允许数据更直接地通往其他内核，最大限度地减少延迟。

格芯表示，他们的方法可以在每平方毫米上实现多达100万个3D连接，使其具有高度可扩展性，并有望延长12nm工艺的寿命。目前来看，相对于7nm，12nm工艺更加成熟、稳定，因此，目前在3D空间上开发芯片更容易，而不必担心如7nm制程可能带来的问题。

三星方面，其晶圆代工路线图中原本是没有12nm工艺的，只有11nm LPP。不过，三星的11 LPP和格芯的12nm LP其实是“师出同门”，都是对三星14nm改良的产物，晶体管密度变化不大，效能则有所增加。因此，格芯的12nm LP与三星的12nm制程有非常多的共同之处，这可能也是AMD找三星代工12nm产品的原因之一。

如前文所述，AMD于去年推出了RX 590，这是该公司首款12nm GPU。三星加入该产品的代工行列，其12nm制程是为AMD定制化的，是将原来的14nm制程进行版本优化的结果。另外，AMD的第2代Ryzen处理器也是采用12nm制程工艺制造的。

结语

12nm制程本来不是一个竞争激烈的领域，但随着格芯对其重视程度的提升，以及台积电的强势杀入，另外，市场需求，特别是中国大陆地区中端手机处理器需求的上涨，使得这一板块在未来的两三年很有看头。

另外，别忘了，中芯国际不仅14nm FinFET制程已进入客户风险量产阶段，而且在2019年第一季度，其12nm制程工艺开发进入客户导入阶段，第二代FinFET N+1研发取得突破，进度超过预期，同时，上海中芯南方FinFET工厂顺利建造完成，进入产能布建阶段。这意味着用不了多久，一个新的12nm制程玩家将杀入战团，新的竞争局面和变数值得期待。