为何在“消费电子寒冬”之下,头部芯片代工厂商纷纷加码先进制程?
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10月4日电,据韩联社报道, 三星电子3日宣布于2027年量产1.4纳米工艺的芯片。三星电子当天在美国加州硅谷举办“三星晶圆代工论坛&SAFE论坛”并公布涵盖上述内容的晶圆业务路线图和新技术。在时隔三年线下举行的这场论坛上,三星首次公布1.4纳米芯片量产计划。三星电子主管晶圆代工业务的社长崔时荣表示,将基于下一代晶体管结构全环绕栅极(GAA)技术不断创新工艺,计划2025年引进2纳米芯片制造工艺,2027年引进1.4纳米工艺。
三星电子在美国加州硅谷举办“三星晶圆代工论坛&;SAFE论坛”。论坛上三星芯片代工部门表示,将于2025年开始生产2nm制程工艺芯片,然后在2027年开始生产1.4nm工艺芯片。据了解,此前台积电也曾规划在2025年量产2nm芯片。
如果说“2nm决战”还有数年时间,那么三星和台积电的“3nm大战”已经一触即发。今年6月,三星电子曾宣布称公司已开始量产3nm芯片。而台积电N3(即3nm)芯片也预计在今年下半年进行量产。
为何在“消费电子寒冬”之下,头部芯片代工厂商纷纷加码先进制程?三星积极推动先进制程研发,又能否打破台积电在芯片代工市场遥遥领先的局面呢?
三星和台积电的先进芯片之争
目前,全球芯片代工市场呈台积电和三星“领跑”的市场格局,其中台积电优势地位明显。
据市场研究机构TrendForce(集邦咨询)发布的报告,2022年二季度,全球前十大晶圆(晶圆是芯片的载体)代工企业营收排名前五的企业分别是台积电、三星、联电、格芯和中芯国际。其中,台积电占据53.4%市场份额,三星占据16.5%市场份额,两者共占芯片代工行业的7成市场。
尽管从整体市场份额来看,三星离台积电尚有较远距离,但在4nm/5nm先进制程芯片上,三星追赶势头凶猛。
据Counterpoint数据,2022年一季度,在全球4nm/5nm的智能手机芯片市场,台积电拿下了40%的市场份额,而三星拿下了剩余的60%。在手机高端芯片领域的市场份额“反超”,意味着三星开始在先进制程上追赶台积电的脚步。
2022年6月底,三星电子发布公告称,公司已开始量产基于GAA晶体管(Gate-All-Around FET,全环绕栅极)结构的3nm芯片。而据《经济观察报》报道,在今年8月举办的2022年世界半导体大会上,台积电(中国)有限公司副总监陈芳曾表示,公司3nm芯片将在今年下半年量产,已经对部分移动和HPC(高性能计算)领域的客户交付,如果有手机的客户要采用3nm芯片,明年产品就能问世。
可以看到,在3nm芯片的制造上,三星实现了“抢跑”。而此次三星对2nm芯片和1.4nm芯片的生产规划,也可以被视为对台积电的“宣战”,因为此前部分业内观点认为三星量产2nm芯片的进度将晚于台积电,而按照三星这次披露的规划,公司2nm芯片的生产进度并不会比台积电慢。
据西南证券此前研报,台积电2nm芯片预计于2025年量产,进度可望领先对手三星及英特尔。台积电2nm芯片将首次采用纳米片架构,相较N3E(升级版3nm)制程,在相同功耗下频率可提升10%至15%。在相同频率下,功耗降低25%至30%。
不过,速度虽然重要,但技术的成熟度同样重要。此前高通发布的使用三星4nm工艺的骁龙8就曾陷入“功耗危机”,导致后续高通发布的“升级版本”骁龙8+采用了台积电的4nm工艺。所以对三星来说,和台积电争夺先进制程芯片订单的道路注定不会一帆风顺。
“消费电子寒冬”,为何扩大投入?
据了解,台积电和三星的5nm及以下先进制程的芯片主要用于手机等消费电子领域。台积电财报显示,2022年二季度,公司晶圆代工收入中,38%来源于手机领域,43%收入来源于HPC领域。
但目前,全球已经进入“消费电子寒冬”,手机、笔记本电脑等产品的销量情况并不乐观。
据Counterpoint发布的报告,2022年二季度全球智能手机出货量为2.95亿部,同比下降9%,环比下降10%。这是自2020年初疫情暴发以来,首次出现季度出货量降至3亿部以下的情况。
而市场调研机构Canalys报告称,2022年二季度全球笔记本电脑出货量为5450万台,同比下滑18.6%,已经连续三个季度下滑。
不过在这种背景之下,三星和台积电却选择了扩大对先进制程芯片的投入。据媒体报道,尽管目前全球经济不景气,但三星仍计划到 2027 年将其先进芯片的产能提高三倍以上,以满足强劲的需求。据今年6月财联社报道,台积电将砸1万亿新台币在台中扩大2nm产能布局。
为何“消费电子寒冬”之下,头部芯片代工厂仍要逆势扩张产能?或许是因为这一“寒冬”对先进制程芯片销量影响有限。
华为作为我国芯片研制取得的成就较大的一个企业这几年受到美国的限制实在是太多了,但正是因为华为的不屈不挠走出了自己的道路,国人对于华为公司的关注也比较大,当然除了我们国家自己人对于华为的关注度较大之外,像美国这样国家对于华为的关注度也是相当大的。
华为作为我国芯片研制取得的成就较大的一个企业这几年受到美国的限制实在是太多了,但正是因为华为的不屈不挠走出了自己的道路,国人对于华为公司的关注也比较大,当然除了我们国家自己人对于华为的关注度较大之外,像美国这样国家对于华为的关注度也是相当大的。
虽然说我国的半导体公司没有哪一个能够生产出现在最先进的芯片,但是对于14纳米芯片的制造工艺还是比较成熟的,比如说中芯国际,中芯国际虽然现在连7纳米的芯片制造工艺都没有突破,但是他们却能够为华为公司提供大量的14纳米芯片,成为了华为芯最强后盾胎,14nm供不应求。
中芯国际并不是不想突破7纳米芯片的制造工艺,而是遇到了一个极大的障碍,那就是极紫EUV光刻机,高端的光刻机是生产先进芯片的关键,但是中芯国际却没有一台先进的光刻机。
中芯国际向ASML公司订购的先进光刻机由于受到了美国的不断阻挠,至今都没有交货,这或许也是中芯国际至今都没有突破7纳米芯片生产工艺的原因,当然这也表明中芯国际在生产芯片时最大的难题就是光刻机。
当前,按照芯片的发展规模,如今正一步步迈向的高端数码极限。而这样的高端数码领域例如说苹果,在芯片先进制程方面,要求的越来越高;对芯片代工的要求也越来精湛。如今,在芯片成熟制程工艺方面,已经在向4nm进发,而且A17或将正式入局3nm。
但是这还远远不够,3纳米的赛道也是你追我赶。如今,台积电的动作贼快,3纳米还没有实现量产,为了取得行业制霸权,很快开始入围布局1.4纳米芯片,对于1.4制程工艺的量产,也做了很明确的规划,最快在2025年。那么台积电入围1.4nm是否有成功的可能?或者说布局1.4纳米芯片,对台积电而言,乃至整个芯片行业究竟又会有哪些好处呢?
众所周知,目前全球较为成熟的芯片代工厂商分别是台积电、三星、英特尔等代工厂商持续深耕;当然,为了防止友商抢先研究3纳米,台积电高层决定将3纳米芯片工艺制程研发团队一分为二;转战1.4纳米的开发,预计很快将要有实质性的进展。
进展快归进展快,能否出实质性的效果才是关键;中国人有句老话:慢工出细活;但是也并不代表效率高就做不出好活,其实最关键的是对人的选用,要知道人才是一个企业发展的关键。那么归根结底台积电能否取得成功哪?
答案不言而喻,首先来说入围1.4nm这样高端的领域需要极高的技术,而台积电由于常年代工苹果在技术上不言而喻。另外,就是资金了;媒体爆料称,台积电2022年一季度盈利净利润超200亿美金,这样算来年净利润就要有超800亿美金左右。这样的盈利当然可以支持台积电往高端领域“铺路”。