英特尔将加速实现“1000亿晶体管、10000亿晶体管”芯片的量产化
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中国台湾的芯片代工企业台积电,是目前世界上拥有最先进芯片制程的企业之一,在智能手机芯片市场,台积电的市场份额逼近70%。苹果的芯片是由台积电直接代工的,华为的麒麟芯片之前也是由台积电代工的,其他的手机厂商采用的高通、联发科芯片,很大一部分也是由台积电代工的。
那么台积电为啥这么牛呢?主要是因为台积电本身在芯片代工领域起步较早,率先研发出了先进制程,并因此获得了巨额利润,进而又把一部分利润投入到更先进制程的研发和产线搭建中,因此始终领先对手一步。简单来说就是一步领先步步领先。
华为近年来的手机款式都是主打海思麒麟系列。这个系列很大部分都是由华为自主研发设计的。麒麟系列很大部分都是依靠代工的。因为规模庞大,华为需要依靠代工来实现。华为与美国高通长期达成合作关系。但是因为美国打压华为的原因。华为根本拿不到高通最新的骁龙8+Gen1芯片,只能继续采用4G版本的骁龙8Gen1。得不到它们最新的技术,还得被迫购入他们旧的技术。但是华为目前在高科技领域其实还没有真正突破技术。自然而然,华为最新想发布的华为Mate50系列也受到冲击。
可以看出,全球前十大晶圆代工厂的预估收入,台积电是排名第一的老大。就拿近两年的营业收入来看,它都要占据全世界总营业收入的三分之二不止了。2021年的数据来看,市场占有率更是突破了60%。台积电是全国数一数二的代工厂。它为什么能取得如此大的成就。原因有很多。
第一,它背后的支持者美国。美国的苹果公司,是世界上最大的手机销售公司,这点无需置疑。很多公司梦寐以求想跟苹果公司达成合作关系,给它提供代工服务或者是提供材料支持都可以。只要形成合作的关系,就能取得长期稳定的营业收入。
第二,自身技术强硬。科技是第一生产力。台积电凭借着强硬的科技技术和人才。在芯片领域上一直有所突破。美国最重视在科技方面有成就的企业。自然而然,台积电就成为美国的拉拢对象。台积电研制的处理器最优可达16nm,不管是成本还是性能方面都优于同等的竞争对手。
因此,苹果公司选择台积电提供的处理器。让台积电有了苹果这个第一大客户,与三星,格芯,中芯国际成为激烈的竞争对手。所以,台积电拥有了雄厚的资金支持,并且不断用资金进行技术研究。很快在全球代工厂的地位遥遥领先。
照这么说,台积电就永远立于不败之地,其他芯片企业就只能望尘莫及了吗?当然不是。
原因一是芯片制程正在逐渐逼近物理的极限,现在顶尖的芯片采用的是4纳米、5纳米制程,明年3纳米制程芯片会大规模投产,预计到2025年会实现2纳米制程,之后制程的进步将不再以个位数为单位,而是扩展到小数点后一位,比如台积电正在研发的1.4纳米制程。
芯片制程越是逼近1纳米的极限,技术难度就越大,研发周期就越长。因此就为其他企业提供了追赶的时间窗口。目前中国大陆企业能够掌握的最先进制程是14纳米,虽然与台积电等企业仍然存在不小的差距,但随着后者逐步遭遇物理极限的瓶颈,客观上为中国大陆企业提供了追赶的时机。
这其实有点儿类似于田径项目中的百米赛跑,运动员跑进10秒之后,挑战的是人体的极限。成绩不再以秒为单位,而是以毫秒、微秒为单位。在10秒以上,成绩相对是好提升的,提升速度也很快,但进入10秒以内之后就越来越难。
目前百米世界纪录是由博尔特创造的9.58秒,这个纪录将来大概率会被打破,而且一定会被别的运动员打破,但可能需要很长的时间。对于博尔特来说,他只能眼睁睁看着别人逐渐逼近进而刷新自己的纪录。
台积电在芯片制程上的领先不一定会被其他企业打破,它当然也可以自我突破,但事实是它的领先被其他企业打破的概率越来越大了。因为它的自我突破变得越来越难,而原本被它甩在身后的企业已经慢慢追赶上来了。
过去西方人一直认为亚洲运动员不可能跑进10秒以内,但中国运动员苏炳添做到了。这说明亚洲人也可以跑进10秒以内,只是过去的训练方法不够科学,装备不够先进。而中国大陆企业在芯片制程上迈入世界先进行列也只是时间问题。
除了以上原因之外,我认为台积电不会一直领先的原因其二是,通过提升芯片工艺制程获得的芯片性能提升越来越少了。也就是说,虽然芯片制程进一步提升了,但芯片性能的提升却并不明显,甚至现在许多先进制程芯片都存在高功耗的问题,反而导致了终端设备整体体验的下降。
虽然台积电在最先进芯片领域具有不可替代的作用,但是从全球整个产业链来看,真正需要用到最先进芯片的行业其实并不多,即便没有最先进芯片的加持,很多产品也不会受到太大的影响。
比如目前已经投入使用最先进的芯片是
4纳米,类似苹果iPhone 14 pro使用的就是台积电生产的4纳米芯片。
4纳米芯片的整体性能和功耗相对于5纳米芯片确实有了一定的提升,如果是3纳米,提升的幅度会更大。
但从现实来看,在芯片达到5纳米之后,其实已经可以满足很多高端芯片的需求,甚至连最先进的手机或者电脑目前采用5纳米芯片都有部分性能过剩。
有很多用户在使用苹果iPhone14 pro以及iPhone13的时候,其实并没有感受到太大的差别,除了部分功能之外,整体运行的流畅性其实都大同小异。
所以在芯片达到5纳米以下之后,其意义更大于实用价值,更多的都是一些厂家用来卖噱头而已。
从实际情况来看,其实全球绝大部分产品对芯片的要求都不高,大部分产品芯片工艺都低于45纳米甚至低于90纳米。
目前全球真正会采用7纳米以上高端芯片的,主要是一些高端手机以及电脑,他们想要俘获的就是一些高端客户,所以才会不断使用最先进的芯片,没有这些最先进芯片的加持,很多手机厂家最新款手机确实有可能卖不动。
但就算没有这些高端芯片的加持,全球各种产品仍然可以正常生产,只是大家的体验没有像5纳米、3纳米那样飞一般的感觉而已。
所以即便没有台积的了,全球的芯片产业仍然可以正常运转,对于高端芯片,类似7纳米,5纳米3纳米,三星可以取代台积电的部分地位。
而对于14纳米以下的芯片,全球就有多个厂家可以生产了,除了台积电和三星之外,包括英特、格芯其实都可以生产14纳米的芯片。
国内的中芯国际目前也实现14纳米芯片的量产,这些芯片应付绝大多数工业产品的正常运行是没有任何问题的。
因此从实际情况来看,即便没有台积电了,对全球工业正常生产也不会产生太大的影响。
乃至于,台积电主要创始人张忠谋,所谓“开创了新模式”称赞,伴随着台积电的高歌猛进,也常被半导体界津津乐道……
一方面,很多优秀的芯片架构研发设计企业,相对的可以放开了手脚技术性迭代,而不必苦恼于晶圆芯片产线的成本。
另一方面,台积电没有“直面”消费级产品的顾虑,获得了更多芯片研发设计团队的青睐,产能资源尽可能得到物尽其用,也算得上是半导体产业的进步。
可亘古不变的是,水能载舟亦能覆舟,没有“后顾之忧”的台积电,恐怕是危机四伏!
据了解,台积电惺惺相惜的EUV光刻机供应商——ASML,原本是飞利浦公司旗下子部门;另一边,飞利浦旗下的MEGA芯片产线,也是快速掌握芯片制造流程的关键!
获得美企IBM专利授权的台积电,却似乎应该同样的“感谢”英特尔?
毕竟,英特尔“巨头效应”的芯片代工订单,标准化了台积电的芯片产线、树立起了台积电的技术形象~
随后是台积电在制程技术、工艺产能方面的一举逆袭,老牌半导体巨头的英特尔,甚至将3nm工艺GPU芯片,交给了台积电去代工生产!
倒也没有特别的意外,典型的“美式风格”,显然适用于美企:英特尔“放鸽子”了。
原本计划在2022年下半年的订单,英特尔竟然要求了台积电“延期”:拖到了2023年上半年之后,又传出了预计2023年下半年,然后依然还不是“很确定”……
外界倾向于认为的是:
英特尔交给台积电3nm工艺的订单,一场看似是与苹果“争夺”台积电首批3nm工艺芯片代工产能的较量,恐怕只是英特尔出于“扰乱”台积电芯片产线部署的闹剧?
要知道,随之而来的半导体产业动向表明了,台积电已经“被迫”延迟新产线建设!
与此同时,英特尔方面则宣布了新目标:相较于当前“同尺寸”芯片的100亿晶体管,英特尔将加速实现“1000亿晶体管、10000亿晶体管”芯片的量产化。