時至今日,芯片設計巨頭的高端系列芯片已經(jīng)在7nm及以下的先進制程中搏斗。不僅如此,先進制程更是成為了臺積電等代工龍頭的“吸金密碼”。
2021年臺積電總營收為15874.2億新臺幣(約合人民幣3658.3億元),其中,5納米和7納米合計營收占總營收50%,可以說扛起了臺積電營收的半壁江山。
然而,隨著高性能計算需求的增加,芯片制程的戰(zhàn)火也逐漸從5nm蔓延到了3nm。3nm爭奪戰(zhàn)的“槍聲”已經(jīng)打響。
芯片的發(fā)展越來越迅速,先進制程芯片量產(chǎn)的速度也是越來越快,從28納米,就這么幾年的時間,如今已經(jīng)成功挺進到4納米。這意味著什么?意味著芯片先進制程已經(jīng)即將就要接觸到摩爾定律的極限了。
當然,如今全球企業(yè)在芯片先進制程上依舊還在不斷努力中,三星,這個國際性的全能企業(yè),在3納米芯片方面也傳來了新進展,據(jù)說三星準備在3納米方面采用新工藝。那么,這次三星是否真能實現(xiàn)3納米的量產(chǎn)嗎?畢竟三星叫嚷3納米也已經(jīng)有很多年了,但是連影子都沒見到。
三星如今研發(fā)出這樣一個更加先進的3納米制程工藝,那么究竟有沒有希望能挽回有點要跑掉的高通呢?
根據(jù)韓國媒體報道,三星今年準備在韓國平澤市開工建設3納米晶圓廠,目前預計可能會在6月份還7月份動工,并且還準備一并將相應的設備落實到位。在3納米芯片的制程工藝上,三星大有破釜沉舟的樣子。
我國的臺積電也確實有向3納米芯片進軍,但是,目前臺積電使用的可是比較傳統(tǒng)的FinFET工藝。而三星偏不,三星這次準備用什么呢?準備使用新工藝,準備成為第一個吃螃蟹的人。這個新工藝就是GAA晶體管工藝。這種新工藝主要就是利用新型的環(huán)繞柵極晶體管,通過相關納米片設備和相關技術進行相關的堆疊,形成多橋通道場效應管。當然,三星會有這樣的舉動也并不奇怪,畢竟就按照理論上來說,使用這種全新的GAA晶體管工藝生產(chǎn)出來的芯片也確實會比傳統(tǒng)用FinFET工藝,在整體性能上會有很大的增強,具體來說。
當前芯片已經(jīng)來到了先進制程時代,鑒于能采用先進制程的代工廠只有臺積電和三星兩家,而需要先進制程工藝的芯片設計企業(yè)卻有英特爾、蘋果、高通、AMD、英偉達等數(shù)家,實打?qū)嵦幱凇吧嗳馍佟钡木置妗π酒髽I(yè)來說,芯片工藝的比拼其實就是產(chǎn)品性能的比拼,為了不輸給對手,芯片企業(yè)不得不開始上演一場“產(chǎn)能爭奪戰(zhàn)”。
從已經(jīng)量產(chǎn)的5nm來看,業(yè)界傳聞英偉達上個季度向臺積電支付了 16.4 億美元以保留其在 5nm中的份額,另外 17.9 億美元將在 2022 年第一季度支付。據(jù)悉,英偉達將花費近 100 億美元來確保其為 RTX 4080、4090 及其 40 系列提供 5nm 的芯片供應。
對于一個量產(chǎn)近2年,可以稱得上是穩(wěn)定良率的制程,英偉達都要斥百億美元的巨資確保產(chǎn)能,可想而知,面對一個全新的制程,廠商的競爭只會更激烈,這決定著誰會是全球首款3納米芯片。
目前來看,英特爾、蘋果、高通、AMD等都已加入戰(zhàn)局。
如今,臺積電3nm芯片轉(zhuǎn)移,蘋果首當其沖,而這一決定則會讓蘋果和ASML坐不住了。
據(jù)悉,7nm和5nm等先進工藝給臺積電了40%左右的營收,其中,蘋果是臺積電5nm工藝最大的客戶,AMD則是臺積電7nm工藝最大的客戶。
但由于大量高通、AMD以及英偉達等的芯片訂單轉(zhuǎn)移到臺積電,導致5nm芯片的需求超出了臺積電預期,產(chǎn)能滿負荷運轉(zhuǎn)也不夠。
在這樣的情況,臺積電決定將原計劃用于3nm制程工藝生產(chǎn)線的晶圓十八廠第七座工廠轉(zhuǎn)向5nm。
臺積電3nm工藝預計在今年后半年正式投入,首批產(chǎn)能是蘋果的,結果由于英特爾采用預付費的形式,拿走了一部分原本屬于蘋果3nm芯片的產(chǎn)能。
如今,臺積電又正式作出決定,原本用于生產(chǎn)制造3nm芯片的生產(chǎn)線,將用于生產(chǎn)制造5nm芯片,這意味著3nm芯片的產(chǎn)能再一次被瓜分。
最主要的是,3nm芯片的良品率很低,即便是臺積電也無法保證,不得不采用折中的辦法。
聊到芯片,相信大家第一時間想到的就是美企。在PC方面,AMD、英特爾壟斷著全球個人PC市場99%的份額;在顯卡方面,英偉達更是行業(yè)內(nèi)的領頭羊,而在大家接觸最多的智能手機方面,高通的驍龍芯片更是小米、OPPO、VIVO等每個手機廠家的標配,這也是為什么美國在全球有一個響當當?shù)拿帧笆澜绻韫取薄?
然而,美國修改規(guī)則的行為,讓所有手機企業(yè)嗅到了美國科技霸權的厲害之處,同時也明白了一個道理,必須要走自主研發(fā)之路。在小米11ultra的發(fā)布會上,小米推出了澎湃C1處理器,vivo也有自己的ISP芯片,Oppo的ISP芯片也在路上,雖然說這些都是圖像信號處理芯片,但這卻是各大手機廠商半導體馬拉松賽道上一個很好的開頭,后續(xù)的規(guī)劃必然是智能手機的“心臟元器件”SOC,不管是OPPO、vivo還是小米,其實都有不少令人關注的潛在動作。