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美韓日巨頭步步緊逼,臺積電提前3個月試產(chǎn)2nm
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呂棟lvdong@guancha.cn
最后更新: 2024-07-11 19:10:10【文/觀察者網(wǎng) 呂棟】
盡管芯片制程命名“文字游戲”的意味越來越濃,但半導(dǎo)體巨頭們依然想在量產(chǎn)進度上搶得頭籌。
日前臺媒曝出,芯片代工巨頭臺積電計劃下周開始試產(chǎn)2nm制程,這是繼該公司一年半以前量產(chǎn)3nm以來又一個關(guān)鍵節(jié)點,預(yù)計與3nm相比,2nm同功耗下性能提升10-15%,同性能下功耗降低25-30%。
不同往常的是,臺積電這次是提前試產(chǎn),比之前計劃10月試產(chǎn)的時間點提前了一個季度。
這其中或許有臺積電自身進度超前的原因,但同樣也可能是迫于競爭對手的步步緊逼。
臺灣媒體報道截圖
隨著7nm以下先進制程的成本越來越高,性價比降低,手機、AI等行業(yè)用戶對更先進制程的興趣并不濃厚,像臺積電3nm目前只有蘋果一個大客戶,就連AI巨頭英偉達(dá)用的主要也是4nm。
因此,臺積電放出提前試產(chǎn)2nm消息,很可能也是為爭搶為數(shù)不多的2nm制程客戶做準(zhǔn)備。
沒錯,臺積電也要爭搶客戶。因為有不止一個芯片巨頭在布局2nm,并且個個實力雄厚。
就在上個月,美國芯片巨頭英特爾宣布,如期實現(xiàn)Intel 3制程(類似3nm)的大規(guī)模量產(chǎn),這雖然比臺積電3nm量產(chǎn)的時間晚了一年多,但按照英特爾技術(shù)路線圖,該公司也準(zhǔn)備在2024年下半年生產(chǎn)Intel 20A制程(相當(dāng)于2nm),節(jié)奏幾乎與臺積電保持一致。
英特爾芯片制程路線圖
在14nm上“擠牙膏”多年后,英特爾最近兩年在先進制程上持續(xù)發(fā)力,買了最貴的高數(shù)值孔徑EUV光刻機(單臺3.8億美元),并且在臺積電、三星主導(dǎo)的芯片代工領(lǐng)域雄心勃勃。
去年3月,英特爾中國研究院院長宋繼強曾告訴觀察者網(wǎng),該公司正通過“四年五個節(jié)點”的計劃,加速推動摩爾定律,“相信到2025年,英特爾能通過Intel 18A(1.8nm)節(jié)點,重新拿回制程、晶體管制造方面的領(lǐng)先地位,屆時英特爾將開啟半導(dǎo)體的“埃米時代”。
韓國三星同樣是2nm的競爭者。在3nm量產(chǎn)兩年后,三星在7月9日宣布,將為日本人工智能公司PFN代工2nm制程芯片,用于PFN的高性能計算硬件以構(gòu)建大語言模型等。在一些行業(yè)分析看來,這份合同則代表著三星對臺積電市場主導(dǎo)地位的沖擊,甚至有可能改寫格局。
但三星棘手的問題是良率,今年2月韓媒甚至還傳出三星3nm良率為0的驚悚新聞。從今年一季度全球芯片代工市場的競爭來看,三星的份額依然徘徊在13%,遠(yuǎn)低于臺積電的62%,中芯國際以6%排在第三。
令很多人難以想象的是,離開先進芯片制造多年的日本,也想在2nm時代追上來。
就在半個多月前,日本政府支持的Rapidus宣布,該公司的2nm制程測試工廠將于2025年4月啟動。這家公司還得到了比利時微電子研究中心(imec)以及美國IBM的支持,試圖在未來縮小與臺積電差距。
盡管巨頭為2nm展開了競賽,視之為戰(zhàn)略競爭,但他們最大的問題是把昂貴的芯片賣給誰。
去年底,半導(dǎo)體研究機構(gòu)IBS發(fā)布報告稱,2nm制程的制造成本將比3nm制程上漲高達(dá)50%,導(dǎo)致2nm晶圓的價格將達(dá)到3萬美元/片,而3nm制程的成本已經(jīng)比7nm上漲了一倍。該機構(gòu)估算,建造一座月產(chǎn)能5萬片2nm晶圓的工廠大約要280億美元,3nm為200億美元。
圖源:IBS
在摩爾定律放緩的背景下,制程微縮帶來的性能提升不再可觀,誰愿意為高昂的成本買單?
更何況制程越來越成為芯片巨頭們的“納米謊言”。兩年前,市場調(diào)研機構(gòu)TechInsights曾發(fā)布報告稱,三星和臺積電都放任客戶聲稱他們采用了4nm,而實際使用的卻仍是5nm技術(shù)。這其中涉及了蘋果、高通和聯(lián)發(fā)科等芯片巨頭,該機構(gòu)稱他們聯(lián)手制造了芯片的“納米謊言”。
“如果可以重新命名一個較舊的工藝,為什么要為4納米技術(shù)承擔(dān)額外的成本呢?公然將一個5納米工藝重新標(biāo)記為4納米,則抹殺了節(jié)點編號的最后一絲意義。所以,當(dāng)某個代工廠宣稱其已達(dá)到下一個新水平的時候,直到拆機確認(rèn)前,請切勿輕信。”TechInsights直言。
從目前規(guī)劃來看,高通將在今年下半年推出新款旗艦手機處理器驍龍8 Gen 4,預(yù)計將采用臺積電改進版3nm“N3E”制程,有國外數(shù)碼博主爆料稱該芯片將比上一代漲價25-30%,預(yù)計售價為220-240美元(約合人民幣1600元-1800元)。聯(lián)發(fā)科首款3nm旗艦預(yù)計同期亮相。
臺積電制程路線圖
臺積電和三星早就量產(chǎn)了3nm,高通和聯(lián)發(fā)科這兩個手機大客戶直到今年下半年才開始用,顯示出對3nm的不積極,預(yù)計明年安卓旗艦手機市場仍然是3nm處理器為主。
這也意味著,明年臺積電即便量產(chǎn)了2nm制程,大客戶很可能仍然只有蘋果一個。今年一季度,量產(chǎn)一年半的3nm制程只貢獻(xiàn)了臺積電9%的收入,5nm和7nm分別為37%和19%。
觀察者網(wǎng)心智觀察所研究員潘攻愚分析稱,長期以來蘋果一直是臺積電最大的客戶,去年幾乎占了臺積電營收的四分之一,斷層領(lǐng)先第二大客戶英偉達(dá)(占比約11%)。而且蘋果每年的高端旗艦機成為了臺積電最先進工藝應(yīng)用方和最佳的營銷伙伴。外界已經(jīng)形成了“iPhone Pro&X納米”模式推斷臺積電工藝推進節(jié)奏。之前臺積電3nm工藝因為曝光層數(shù)導(dǎo)致的成本問題拖慢了iPhone Pro版本上市時間,一度被外界嘲諷。這次臺積電宣稱2nm制程試產(chǎn)時間比預(yù)期提前,也是一種營銷,不過肯定吸取了3nm的教訓(xùn),2nm用了Nanosheet架構(gòu),其晶體管密度、性能、功耗等比3nm工藝提高多少,還有待各種評測機構(gòu)的檢驗。
可以肯定的是,隨著摩爾定律放緩,芯片巨頭們在營銷先進制程時必然要花更多功夫,甚至不惜制造更多“納米謊言”。至于消費者是否愿意為此買單,還要看最終的市場反饋。
- 責(zé)任編輯: 呂棟 
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