12nm 制程:为何成为当下芯片产业新宠
在芯片制造领域,制程工艺的发展一直是行业关注的焦点。2025 年以来,一个早在十年前就已实现量产的工艺节点 ——12nm,正成为当下芯片产业的热门话题。近半年里,从紫光展锐、龙芯、翱捷、富瀚微等国内芯片厂商,到索尼、英特尔、联电等国际巨头,都将目光投向了 12nm 制程节点。
这是一场由算力边缘化、成本敏感化、产业地缘化、封装系统化共同驱动的系统级重估。在高成本、低产能的先进制程面前,12nm正在被重新定义为“黄金中节点”,其商业价值和战略意义,正迅速上升。
12nm 应用谱系迅速扩展
让我们首先来看一些近期国内的一些典型的采用12nm制程技术的产品:
6 月份,紫光展锐发布 4G 旗舰穿戴平台 W527,采用 12nm 工艺,内置 1+3 核异构架构和双 ISP,支持 16+8 双摄,为 AI 可穿戴市场注入新活力。龙芯 3C6000 采用国产 12nm 工艺,通过指令集与互连架构优化实现 16 核 / 32 线程计算,并支持最大 256 逻辑核并行,在不依赖先进制程的前提下完成对英特尔 7nm Xeon 的技术对标,展示了 12nm 在边缘服务器领域的强大实力。
富瀚微在 CES 2024 发布的智能眼镜芯片 MC6350,12nm 工艺支持更小芯片尺寸(8*8mm)、超低功耗(典型场景视频拍摄功耗仅为市场主力智能眼镜芯片的 1/4)与 AI ISP 图像优化,满足了消费物联网对低功耗、高性能芯片的需求。7 月 9 日,品高股份携手江原科技发布的品原 AI 一体机,搭载江原 D10 加速卡的系列产品采用 12 纳米工艺,从设计、制造到封装的全流程均依托本土产业链完成,实现了大算力 AI 芯片全流程自主化。
此外,耀宇视芯的第二代 XR 芯片、翱捷科技的 ASR1901、创见的 ETD410T eSSD、苏州国芯科技与 M31 合作的 GPIO IP 等产品,以及索尼未来传感器的逻辑电路,都采用了 12nm 工艺。这一批产品横跨 AI 可穿戴、边缘服务器、车规电子、消费物联网、eSSD 控制器、XR 视觉处理器、图像传感器等多个主力细分市场,说明 12nm 的应用谱系正向 “广覆盖、多场景、重实用” 发展。
为什么是 12nm?四大逻辑撬动老节点焕新生
尽管 12nm 在技术谱系中介于 “先进” 与 “成熟” 之间,但它是使用非 EUV 光刻技术最先进的工艺节点,成本优势明显。其商业价值正在回暖,主要基于以下四大逻辑。
首先,当前全球 AI 应用正从 “中心大模型” 向 “边缘推理” 延展,边缘设备如 XR、穿戴、IoT、汽车芯片,对功耗、面积、成本敏感。7nm/5nm 虽性能强大,但成本高昂且产能有限;28nm/40nm 虽价格便宜,但性能不够。12nm 正好踩中 “性能 - 功耗 - 成本” 的平衡点,成为边缘 AI SoC 的理想选择。
其次,地缘政治因素也促使国内众多芯片公司选择 12nm。在 “科技制裁” 与 “芯片本土化” 双重压力下,12nm 成为理想切入点。它不属于最尖端技术,不会受到制裁限制,同时又能支撑现代主流中高端应用。而且在中国、东南亚、中东等地已有相对成熟的制造基础,便于产品落地。
再次,成熟设备 + 先进封装的 “系统升级” 路线也是 12nm 的优势所在。12nm 节点具有与先进封装(如 2.5D、3D - IC)技术高度适配的工艺宽容性。当前系统级芯片设计趋势强调 “异质集成”,需要在一个封装中混合多种节点芯片。使用 12nm 工艺制造逻辑芯片,搭配 AI 加速器 / 内存等裸片,能快速构建 “准先进系统”,成本远低于先进节点全流程。
最后,先进制程资源紧张也是 12nm 受到青睐的原因之一。先进制程(7nm 及以下)全球供需紧张,尤其受限于 EUV 产能。台积电、三星等主要厂商重兵押注高端客户,边缘客户和垂直细分客户排队无望。同时,成熟节点(28/40nm)客户逐步升级,开始 “倒逼” 中段工艺。12nm 因此成为自然的 “分流节点”,承接两端产能压力。
从趋势来看,12nm正从一个“过渡节点”变成新的“战略节点”。它可能不会定义未来的算力极限,但却会主导:下一代边缘AI终端、中高端智能感知系统、多数消费电子与可穿戴SoC、新一轮国内自研IP和EDA工具验证平台、汽车电子与XR系统芯片。12nm可以说是非EUV时代真正的‘收官之作’”。
Foundry 厂对 12nm 的重视
从Foundry的角度来看,关于12nm,目前三大家(台积电、三星和英特尔)中,只有台积电有公开的、正式的12nm制程技术,格芯也有。但是台积电并没有给予很多的笔墨,台积电的 12nm FinFET Compact(12FFC) 是其 16nm家族(16FF / 16FF+ / 16FFC)的优化版本,于2017年量产。
台积电早在2013年就成功试产16nm FinFET制程技术,2014年正式产出业界首颗功能完备的16nm FinFET网通处理器。此后,台积电于2015年7月进一步量产16nm FinFET强效版制程(16FF+)、2016年量产16nm精简制程(16FFC)。而12nm的精简型制程技术(12nm FinFET Compact Technology,12FFC) 更进一步将晶体密度提升至该16nm世代的极致, 已于2017年第二季进入生产。
但是业内人士普遍认为,台积电的12nm就是为了跟三星8nm竞争。三星8nm Low Power Plus(8LPP)于2018年Q4投入生产,作为10nm工艺的优化版本,采用DUV多重图案技术。尽管技术命名不同,但两者均未进入EUV时代,PPA(功耗-性能-面积)表现接近,且在多个产品市场形成直接竞争。三星8nm曾被认为是“低成本替代7nm”的选项,但实际发热控制差、功耗不如预期。此外,大量EDA厂商(如Cadence、Synopsys)也更积极支持12nm平台,PDK更新频率较高,集成AI辅助设计更顺畅。这也让台积电12nm重新受到欢迎,尤其是对功耗与系统封装更敏感的终端产品。
在台积电近几年世界各地的扩产版图中,12nm也是频频出现。例如日本熊本厂、欧洲与博世、英飞凌和NXP合资的欧洲半导体制造公司,都有12nm的相关规划。
不仅如此,联电和英特尔也盯上了这块“肥肉”。在今年5月28日联电的年度股东大会上,联电首席财务官刘启东表示,公司与英特尔(Intel)合作开发的12nm制程是联电当前最重要的发展计划之一,预计该项目将在2027年实现量产。
联电与英特尔于2024年初宣布合作开发12nm制程平台,旨在应对移动通信和网络基础设施市场的快速增长。彼时,联电表示,联电与英特尔将采取分工合作的模式,英特尔负责当地制造,而联电则专注于制程开发、销售及服务流程技术。
为何这两者会选择一起合作?又为何会选择12nm?其中缘由颇多。
对于早在2018年就放弃开发12nm以下制程,专注成熟节点(如28nm、40nm等)的联电来说,当前转向不等于重新拥抱“先进制程”,而是“延伸成熟制程的天花板”。不追求7nm、5nm战场,但适度提升至12nm,可以延续客户生命周期,留住客户往上走的需求。
近几年大陆成熟制程来势很凶,联电曾经稳操胜券的28纳米及以下制程领域正变成一片红海。如果联电不持续投资于更先进的制程工艺,就有可能失去竞争优势。这其实是联电“守中求进”的一招:用有限的投入,解锁客户升级路径和市场新蓝海。
而就英特尔而言,小小的12nm应该不是难事,那为何还要找联电合做12nm?
首先,对于当下的英特尔而言,18A是重中之重,英特尔的先进制程资源几乎全部押注在与台积电2nm一战胜负;
其次,虽然Intel拥有14nm工艺,但主要是为自己产品设计,直接挪用做Foundry服务需要大幅修改设计规则、平台验证、PDK开发,不如用联电已有的技术平台协同开发12nm,省时省力;
再者,英特尔独立出去的代工部门,英特尔想要学习如何构建“类似 T”的工艺,而联电很知道如何做到这一点。借由与联电合作,学习其在Foundry客户服务、PDK管理、平台开发流程上的实战经验。需要承接新的客户,满足不同的代工需求。
双方把产能设在英特尔位于亚利桑那州的Fab厂房上,使用晶圆厂12、22和32号生产线,既贴近客户、又绕开中美风险。同时也符合美国政府对本土晶圆产能、技术联盟与供应链安全的战略诉求。简单来说,英特尔需要利用率,联华电子需要产能。
根据天下杂志的报道,过去一年,前往亚利桑那州的台湾工程师并非全部来自台积电。联华电子也派出了一些自己的工程师,这些工程师经常出现在英特尔凤凰城地区的园区。
联电不是要卷先进制程,而是抓住客户制程升级+地缘制造机会窗口,用英特尔补位制造端,实现从“成本控制型”到“混合价值型”的转型。尽管联华电子公开宣称与英特尔的合作是针对中国市场的对冲,但“其深层目的是为了从台积电手中抢占市场份额, ”消息人士表示。英特尔也不是缺技术,而是缺时间、缺服务经验、缺产能灵活性,此合作是Foundry布局上的“战略外包”。
结语
总的来说,12nm 是处于技术与商业的最佳平衡点。它足够成熟、稳定,能提供中高端市场所需的功耗与性能比;又足够经济,能满足边缘 AI、IoT、穿戴、车规等多元化应用需求;同时也是产业链安全与 Foundry 合作的新焦点。正因如此,这一 “老节点” 在当下逆势崛起,成为各路厂商攻守兼备的战略武器。未来,随着先进封装(3D IC、混合键合)与芯片系统级优化的深入,12nm 或将扮演更为重要的 “中枢” 角色,承接从 “芯片设计” 到 “系统解决方案” 的桥梁作用。

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