中芯爆升大揭秘

東方日報
·5 分鐘文章

中美科技戰令晶片股炒起,其中,中芯國際(00981)以FinFET技術跨代殺入14納米製程。觀乎「龍頭」台積電亦揭盅,會沿用FinFET發展更先進的3納米製程,市場自然對掌握該技術的中芯抱有更大憧憬,股價過去一年累飆約兩倍,近日更創新高。不過,南韓三星電子卻準備以GAAFET發展3納米製程,圖謀「一FET蹺起」台積電。因此,散戶在投資晶片股時須詳細了解,以免炒錯!

事實上,中芯近日獲「國家隊」注資及登陸上海科創板集資超過300億元人民幣發展有關產能和技術,令公司股價在上市十六年之後終於「返家鄉」。

銳升證券聯合創辦人及首席執行官鄧聲興認為,科創板企業平均市盈率高達百倍,有助推高中芯估值,對H股股價有正面作用。美國加強打壓中國科技企業,反而加快中國「晶片國產化」進程,對中芯來說利多於弊。

他更認為,大市熱炒科技板塊,中芯股價短期將繼續上試30元關,並於20元左右具支持,建議可待股價回調後分注入市。

三大技術比速度 鬥慳電

正所謂:「入市須謹慎。」經常說晶片股,究竟晶片是甚麼?專研晶片設計的中文大學電子工程系副教授潘江鵬接受本報專訪時指,FET的正式名稱是場效電晶體,FinFET和GAAFET為不同種類,而電晶體則是晶片最基本、最核心的元件,指甲般大小的晶片上有幾十億個,服務電子產品各種功能的運算。

FinFET投入商用前,半導體廠商是用較早前的技術MOSFET電晶體製造各式各樣的晶片。其大致呈平面,頂層是扮演閘極的金屬(M),下層是半導體(S),中間隔有一層氧化物(O);半導體層分為源極和漏極。閘極被施以電壓後,下方的電流通道就形成,持負電荷的電子或持正電荷的空穴從源極流往漏極,漏極累積足夠多的負或正電荷後,就會得出「0」或「1」的信號。

相反,當閘極沒有電壓,下面就沒有電流通道。電晶體愈小,對應「0」或「1」信號所需要的電荷就愈細,就會更快和更省電。

要知道,數碼世界就是「0」和「1」組成,人類就是這樣操縱肉眼完全看不見的電子快速進行運算,並創造出日新月異的晶片用於不同場景。

中芯新項目邁導入階段

正如上述提及,中芯股價之所以能飛升,答案在於FinFET!它乃源極、漏極及中間通道隆起,狀如魚鰭(Fin),兩個極之間由閘極上、左、右三方包住,增強對電流開關的控制。

回A集資用作研發

三星電子準備用於3納米製程的GAAFET則採用環繞式閘極(Gate-All-Around)架構,把電流通道從上、下、左、右四面牢牢包實,但目的都是一樣。

因此,不同的FET其實是透過改良電晶體的結構,使其愈來愈小而誕生。成功量產一款新FET意味着廠商具備製造更尖端晶片的本事。

中芯招股書提到目前公司有12個研發項目,其中參與人數最多的乃約300人的「N+1」第二代FinFET技術。其心血放在改進FinFET生產方法去提升晶片性能,現時已進入客戶導入階段,即與晶片設計公司探討讓其採用這款新式工藝。

簡而言之,中芯股價近期屢創新高,就是因市場憧憬這技術。

業界爆「最小納米」競賽

現時投資者琅琅上口的「XX納米」,其實是源極和漏極的距離。潘江鵬介紹道,一代製程是指同一面積的晶片上,放多一倍電晶體,進行運算的部件增加之際,總耗電量卻不變。如果把器件長闊均縮小30%,兩個僅餘70%的長度相乘後,面積就縮了一半,所以65納米下一代是45納米,如此類推。

然而,潘江鵬指,源極和漏極的距離愈短,就愈有所謂「短通道效應」。這個一直令半導體廠商頭痛的問題是指,閘極明明沒有電壓,下面卻照樣有電流,「嚴重嘅情況係,到時應該0佢出咗1,應該1佢就出咗0,已經唔係Hang機咁簡單,而係成塊晶片用唔到!一部手機賣得畀你已經唔會有呢個問題,但你解決唔到咪出唔到新產品囉!」即使沒有這種嚴重的情況,也會出現漏電,一部手機待機時也會大量耗電。

原本在20納米以上製程時,「短通道效應」還能透過控制半導體攙雜等傳統方法去紓緩,惟之後已無法忍受,於是廠商不再用MOSFET,改用中芯現任舵手梁孟松的「師傅」、台積電前技術長胡正明廿年前發明的FinFET(鰭式場效電晶體)結構。

科技日新月異 隨時變天

對於晶片界前景,潘江鵬相信,「龍頭」台積電之所以繼續用FinFET去迎戰三星,原因是公司於有關工藝上累計投資甚巨,如果能讓它殺入3納米工藝,就可以為客戶做到成本較低的產品,方便已經用慣FinFET設計晶片的客戶。

值得留意的是,其實20納米以下的製程已經與源極和漏極的距離沒有明確關係,「更多係種商標,畀人知我比同廠上一代擺到多一倍電晶體」。

不過,潘江鵬相信,就算一種FET到達極限,以市場需求龐大,總有人能發明新的電晶體形態及成功掌握其生產技術。況且一塊按功能分開不同區域的晶片,之後也能分為面積相同的不同功能晶片,以先進封裝技術連接和疊起來而不失纖薄。

記者黃琛驊報道

中芯股價近期持續上升。圖為董事長周子學。
中芯股價近期持續上升。圖為董事長周子學。
中芯股價創新高
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晶片新舊技術差別
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