近幾個月，晶圓代工廠相繼宣佈擴充產能，華虹半導體宣佈建設一條工藝等級為 90-65/55nm 的生產線，臺積電、聯華電子及中芯國際也紛紛指向了 28nm 產能擴充。

最早是今年 3 月 18 日，中芯國際釋出公告稱公司與深圳市簽訂合作框架協議，中芯深圳將重點生產 28nm 及以上的積體電路和提供技術服務，最終實現每月約 4 萬片 12 吋晶圓產能，預計專案投資金額 23.5 億美元（摺合 152.75 億元人民幣）。

4 月份，臺積電宣佈斥資 28.87 億美元（摺合 187.19 億元人民幣）擴充南京臺積電 28nm 產能，預計達到每月 4 萬片的生產規模。緊接著，聯電也召開線上會議，宣佈投資約 135.3 億元人民幣擴充在臺南科學園區的 12 吋廠 Fab12 的 28nm 產能。

這幾家宣佈擴產的代工廠，都預計將在 2022 年開始正常生產。十多年前開發出的 28nm 工藝製程，在 5nm 先進製程被廣泛用在智慧手機上的今天，依然熱度不減，甚至引發各個晶圓廠之前新一輪競爭。

值得注意的是，這次 28nm 產能的集體擴充，與當下備受關注的缺芯潮並無太大直接聯絡。

代工巨頭臺積電的“轉折點”

依然是在摩爾定律的推動下，晶片工藝製程在 2010 年左右發展到 28nm，彼時的半導體公司受金融危機影響元氣大傷，很多 IDM 公司或剝離製造業務或將更多的資源投資到晶片設計中，給晶圓代工廠帶來更多發展空間。

在 78 歲高齡的張忠謀重回歸臺積電後，臺積電在 2011 年成為首個量產 28nm 工藝製程的代工廠。當時的報道稱，臺積電推出的第一個版本的是低功耗 28nmLP，採用傳統的 SiON 工藝，引入了多晶矽柵和二氧化矽硝酸鹽，適合低頻環境。

事實上，工藝製程發展到 45nm 時，核心面積減少導致單位面積密度增高，漏電問題更加嚴重，此時傳統的二氧化矽柵極介電質工藝遇到瓶頸，也就是臺積電所量產的第一代 28nm 產品，雖然能夠縮小芯片面積但並未解決高功耗的問題，因此業界普遍轉向了能夠降低漏電的 HKMG（high-k 絕緣層 + 金屬柵極）疊層技術。

而在選擇 HKMG 電晶體結構上，業界分成兩大陣營，一家是以 IBM 為首的 Gate-First 工藝流派，其支持者還有英飛凌、NEC、GF、三星和意法半導體等晶片製造技術聯盟所屬成員。另一家是以 Intel、臺積電為代表的 Gate-Last 工藝流派。這兩種工藝流派各自都有需要攻克的難點，前者的 PMOS 管門限電壓難以控制，後者需要設計環節積極配合修改電路來提升管芯密度。儘管雙方都宣稱自己的工藝更適合 HKMG 電晶體，但未有實際產品出世證明誰更優越。

率先在 2012 年攻克了 28nm HKMG 製程的臺積電證明了更少人看好的 Gate-Last 更具潛力與優勢，推出適用於高頻的 28nm 而後繼續向 20nm 前進。

臺積電工藝節點發展歷程，圖片源自臺積電官網

而這一次在 HKMG 上的選擇讓臺積電大獲全勝，營收與獲利屢創新高，將彼時最大競爭對手三星、GF 遠遠甩在身後。在迅速轉向 28nm 的 2012 年，臺積電在第四季度財報會上表示：公司在這一年裡實現了創紀錄的營收和利潤，出貨量相比 2011 年增長了 30 倍。

到了 2013 年，三星、GF 以及 UMC 的 28nm HKMG 才剛剛匯入量產，而臺積電則利用先發優勢快速搶佔客戶資源、佔領市場，28nm 出貨量持續攀升，甚至佔據了超過 80% 的細分節點市場份額。

各晶圓廠 28nm 及以下的量產能力，圖片源自 OMDIA

雖然摩爾定律指出，積體電路上可容納的電晶體數目大約每經過 18 個月便會增加一倍，處理器效能每隔兩年翻一倍，但並不意味著工藝節點發展到下一代時，上一代就失去存在的意義，對 28nm 而言更是如此。

效益最高、應用廣泛的黃金 28nm

臺積電雖然早在 2011 年就實現了 28nm 的量產且一直在開發更加先進的工藝，但 28nm 卻始終是臺積電的核心業務，2016 年營收佔比 26%，2017 年和 2018 年佔比 23%，直到 2020 年，28nm 的營收也依然佔總營收的 12.67%，僅次於 7nm 和 16nm，需要用到 EUV 光刻機才能製造的 5nm 節點營收也只佔全年收入的 7.72%。

28nm 能夠支撐臺積電核心業務近十年，主要有兩個重要原因。一方面是先進製程中 28nm 成本效益高，往後需要 FinEFT 工藝的 16/14nm 節點，晶圓製造成本將增加至少 50%，同時使用壽命比不上 28nm 節點，更先進的工藝成本更高，只用擁有最大市場的智慧手機才能承受如此昂貴成本。

另一方面，隨著 28nm 工藝的成熟，市場需求呈爆炸性增長，從最開始應用在手機處理器和基帶上，到後來在 OOT 盒和智慧電視等更加廣泛的應用領域。

隨著個人積體電路時代的到來以及物聯網、5G 等技術的演進，無論是用來改善手機螢幕的 OLED 驅動器，還是滿足物聯網裝置的各種連線晶片，還是用在混合計算中心、無線基站以及自動駕駛汽車等專有領域的 FPGA，高效能低功耗的 28nm 工藝都是理想的選擇。

放眼於全球，根據 TrendForce 調查研究，2020 年 28nm 及以上製程的產品線更加廣泛，包括 CMOS 影象感測器、小尺寸面板驅動 IC、射頻元件、電視系統單晶片、WiFi 及藍芽晶片等眾多需求增長，28nm 訂單持續爆滿。

還有一個重要原因是，儘管客戶更願意使用更加成熟的工藝和更低的成本製造，但 8 吋晶圓廠隨著裝置折舊而數量大幅下降，即 200mm 晶圓利用率升高且產能增長緩慢，因此原本能夠用更加成熟製程的電子產品也被迫往 28nm 遷移。

擴產 28nm 是共識，缺芯潮只是引爆點

晶圓代工廠們相繼宣佈擴產 28nm，表面上看似乎與當下的缺芯潮密切相關，擴產已經發展成熟、效益最高的 28nm 產能，能更好更快地解決缺芯問題。

不過產能擴充往往需要較長的時間週期，這些 28nm 晶片至少明年才能正常生產，短時間內依然無法解決產能短缺的問題。實際上業界和市場早已對 28nm 做出評估，即使沒有這一次缺芯潮，依然會選擇擴產 28nm 工藝。

一位半導體行業資深人士告訴本網，擴產反應了業界對 28nm 工藝製程的共識，未來半導體行業的整體用量依然會繼續增加，包括車用、電源等方面，就整個晶圓廠目前 28nm 的產能，也沒有特別大，中芯國際目前 28nm 月產能大約在 8 萬片。

“產能遲早都要往前走，這次的缺芯潮是一個誘因，讓各個晶圓廠下定決心一起往前走。”

值得注意的是，去年年底我國國務院也釋出《新時期促進積體電路產業和軟體產業高質量發展的若干政策》，政策顯示，國家鼓勵的積體電路線寬小於 28 奈米 (含)，且經營期在 15 年以上的積體電路生產企業或專案，第一年至第十年免徵企業所得稅。從某種程度上也證明了 28nm 的重要性。

或許 28nm 看上去沒有 5nm、2nm 高階，但適用範圍確實更加廣泛，人人都在關注更加先進的製程支撐智慧手機這塊巨大的市場，但最先進的不一定適合所有，應用範圍最廣泛的不一定最先進。