半导体也是烧钱的玩意?建一个晶圆厂,7nm工艺需要100亿美元
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芯片制造,应该是当前最具科技含量的产业之一了。而把砂子,通过上百道工序,最终变成芯片,可以说是真正凝聚着人类最前端的技术结晶。而建立一个晶圆厂,不仅需要漫长的工期,先进的技术,还需要大量的资金,可以称之为真正的“烧钱游戏”。
而从当前各大晶圆厂商的平均投资来看,一个7nm晶圆厂生产线,不算很复杂的话,其投资总金额超过100亿美元。而一个28nm的晶圆厂,其投资至少超过30亿美元。而一个复杂一点的先进工艺的晶圆厂,超过200亿美元也是可能的,要看具体的产能、规模来计算,但这个最低门槛是要保证的。所以说,造芯片,建晶圆厂,绝对是当前科技领域,最烧钱的游戏之一了,没点实力真的玩不转。
据国外媒体报道,在汽车、消费电子等多领域芯片需求强劲,供不应求的推动下,台积电、联华电子、英特尔、三星电子等,都在大力投资,新建晶圆厂,以满足强劲的市场需求。上月底就曾有消息人士透露,随着新建工厂的相继投产,全球晶圆代工产能在2024-2025将达到峰值,晶圆代工产能届时可能过剩,当前全球最大的晶圆代工商台积电,也将不得不重新考虑新增产能的扩张项目。SEMI最新报告预计,今年全球晶圆厂产能将同比增长8%,2023年产能将继续增长6%。SEMI表示,上一次出现8%同比增幅是在2010年,当时每月产能为1600万片晶圆(8英寸约当晶圆),约为2023年预计月产能2900万片晶圆(8英寸约当晶圆)的一半。
建一座晶圆厂耗费的时间也是非常多。SK海力士(SK Hynix)2019年宣布一项大规模半导体聚落的兴建规划后,也等了两年才终于在2021年3月获得龙仁(Yongin)市政府批准。环评是拖累进度主因,SK海力士仍在检测周边地区、并设法与居民达成协议。龙仁半导体聚落预料将在2025年兴建第一座晶圆厂,2027年开始运作。作为对比,台积电去年10月才宣布要赴日本熊本建厂,今年4月已经开始动工,预计将于2024年底量产。与此同时,索尼半导体解决方案公司的先进芯片制造厂也将在2024年底投产。汉阳大学(Hanyang University)工程学教授Park Jea-Gun指出,企业在美国、中国台湾、日本只需花2年至2年半就能盖好一座晶圆厂,韩国却得耗费6~7年,国家竞争力势将因此下滑。
根据这次透露的消息,台积电又在建厂了,这次是在湾湾本地,一次性建四个晶圆厂,每个晶圆厂的投入大概在100亿美元(约670亿人民币),4座那就是要花费2680亿元(400亿美元)。未来专门用来生产3nm的芯片,据悉,这几百亿美元的投资只是台积电此前一项1200亿美元投资计划的一部分。但这只是第一步,台积电早已制定好了更高远的计划,2022年3nm量产,2025年2nm量产,运用到全新的制造技术FINFLEX和Nanosheet等。不仅要在制程上领先,还要在制造技术上领先。台积电这么激进的前进方式,你要说没野心,信吗?台积电过去的竞争目标,主要三星和英特尔。其中,英特尔是个半残废,不用多虑,而三星,虽然接近台积电,但毕竟要学的东西太多,芯片这块始终学艺不精。所以,台积电这个龙头交椅坐得很稳,一点也不焦虑。但现在,稍微松懈一下,只怕会立马被一脚踢下神坛。
前年底开始,直到现在还在持续,全球芯片来了一波大涨价,汽车芯片短缺涨价,后面慢慢蔓延至成熟芯片,最后再从成熟芯片涉及到所有芯片,再到与芯片相关的所有产业链。而在这一波缺货涨价潮中,与芯片相关的企业,都赚大了,比如上游的原材料厂、再到半导体设备,再到晶圆代工,最后到芯片企业。于是各大晶圆厂们疯狂扩产,想在这样的机遇下大赚一笔。