光刻機是晶片製造的關鍵王者?不!擅長EUV光刻技術的台積電才是
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越來越多的跡象表明,昔日的半導體王者英特爾,將把自己的晶片產品交給台積電的6nm工藝代工。
英特爾之前一直憑藉自己強大的晶片設計生產銷售IDM一條龍模式,規劃生產自己的晶片。
但是三十年河東,三十年河西,Intel已經在14nm上徘徊了五年的光陰,始終無法解決自己特有的10nm製程工藝的良品率問題,痛苦的現實是台積電7nm優化版本的6nm工藝,剛好完美貼合英特爾激進的10nm製程。
至此,在大機率捨棄華為的訂單後,台積電成為美系科技巨頭的專屬晶片加工廠。
現而今的台積電,對全球的消費電子業,已經具備一髮千鈞的效用。
看看台積電的客戶,你就不會懷疑這一點:蘋果、高通、AMD、英偉達、聯發科,現在極大可能的又增加了英特爾。
市場和現實已經承認,台積電已成為全球半導體產業鏈的最關鍵點,其重要性甚至超過獨家生產EUV光刻機的ASML,因為即使擁有最新光刻機,也不代表擁有了最先進的晶片工藝,更不代表擁有生產當今科技關鍵AP晶片的製造能力。
英特爾褪去光環,這讓美國的晶片製造回流計劃蒙上陰影
在過去的50多年中,英特爾依靠一手包攬晶片研發、設計、製造、封測各個環節,在晶片市場上一路「披荊斬棘」,幾乎沒有競爭對手。
最早之前,包括英特爾、AMD、TI(德州儀器)、ST(意法半導體)等,均採用IDM模式。
後來,隨著台積電為代表的晶圓代工廠的崛起,才讓不少廠商轉變模式,只專注於晶片設計、銷售環節,不負責晶片的生產製造。
2014年,英特爾自豪地向業界推出領先所有的對手的14nm工藝,顯著減少功耗、成本。
但是,英特爾沒想到,自己的製程工藝從此停留在了14nm節點。
5年過去,落後的對手一個個從英特爾身邊走過,英特爾10nm製程因良品率、產能限制問題,直到現在都無法大規模量產,7nm製程又將肯定面臨延期,前景未卜。
在半導體行業,害怕被卡脖子的不止是中國公司,實力最強的美國也一樣擔心,因為除了唯一可以指望的英特爾之外,蘋果、AMD、NVIDIA、高通、賽靈思等公司的晶片也是海外公司代工的。
美國政策制定者正在考慮一項半導體激勵計劃,該計劃將在五年內為該行業注入約250億美元。
該法案包括研發稅收抵免和設備購買抵免,旨在提高美國晶片生產的全球競爭力。
而Intel作為美半導體製造的龍頭企業,被寄予厚望,多次被勸說開展代工業務,但英特爾只能報之以苦笑,現實太過於骨感了。
誰能想像英特爾有一天只能靠他人的先進生產工藝,保持自己的晶片競爭力?
三星是台積電的競爭者嗎
去年,三星公布「半導體願景2030」發展藍圖,不但雄心勃勃,而且直指台積電而來,準備在十年內投資1160億美元,錄用一萬五千名專業人才,要在2030年之前大幅提升自家在邏輯晶片與晶圓代工市場的競爭力。
聯電與格芯Global Foundries
因為技術門檻較高和投入巨大,已經相繼退出先進位程研發,英特爾在7納米製程工藝面前躊躇不前,目前全球只有台積電與三星有能力向7納米以下的製程挺進,延續摩爾定律。
對三星來說,先進位程雖然門檻高,但半導體行業整體前景依然是藍海市場,因此三星下重注,與台積電在先進位程一爭高下。
有新聞報導,今年1月15日,三星與荷蘭光刻機設備大廠ASML簽約,採購了多台 EUV 設備。
三星在技術上不斷追趕台積電腳步,但產能與良率仍有一段差距;從客戶下單情況來看,目前台積電也幾乎獨吞先進位程訂單。
其實晶片工藝技術的差距,還不是三星只能望其項背的關鍵。
在晶圓代工領域,三星作為一家整合元件製造商(IDM),自家產品線齊全眾多,但有利有弊;好處是自家的半導體產品可滿足自給自足的需要,壞處是容易與外部客戶產生利益衝突與信任障礙。
這也是高通的最新旗艦不大可能交給三星代工的主要理由,別太輕信來自國內自媒體的獨家新聞猜測,你們懂得。
台積電一騎絕塵,成為全球半導體執牛耳者
2019 年 台積電營收 346.3 億美元,凈利 111.8 億美元,凈利率高達 32%,先進位程技術(16/12/10/7 納米)的銷售金額占整體晶圓銷售金額的 50%,在全球代工領域市場占有率達 52%。
台積電擁有272 種不同的製程技術,為 499 個客戶生產了 10761種不同的晶片,應用範圍包括整個電子應用產業,如個人電腦與其周邊產品、信息應用產品、有線與無線通訊系統產品、伺服器與數據中心、汽車與工業以及包括數位電視、遊戲機、數位相機等消費性電子、物聯網及穿戴式設備等。
大家可能都覺得光刻機是半導體工業的技術至難者,其實光刻機是一種高定製性設備,是否能夠發揮出優勢,與晶片生產企業的工藝設計技術和大量驗證積累息息相關。
說白了,就是用好EUV光刻技術更是關鍵的關鍵。
台積電2019 年研發費用為 29.6 億美元,接近 30 億美元。
從 2000 年到 2019 年研發費用合計達 240 億美元,而從 2015 年到 2019 年的研發費用合計 128 億美元,超過前 15 年的研發費用總和。
大手筆研發投入帶來的是技術的領先。
台積電成為中美科技較量的必爭之地
疫情大流行凸顯了美國保護供應鏈不受擾斷的必要性,及對依賴海外代工晶片的擔憂,美方正致力於提高本土晶片生產能力,同時限制中國取得和發展晶片技術。
台積電以往的中立策略,悶聲發財的操作空間遭到壓縮。
由於歐美財團持有大量台積電股份,且台積電的設備大量源自ASML 、應用材料、科林(泛林)、科壘等歐美公司,而且台積電畢竟是台灣公司,所以在基本形勢沒發生變化的情況下,斷供華為成為台積電的無奈選擇。
但是,目前的台積電在全球半導體產業的地位如日中天,當風險已經成為現實降落在我們頭上時,比如華為已經遭到台積電終止後續訂單了,對於美國來說這同樣是風險。
美國那些巨頭企業如蘋果、高通,無不依賴台積電幾乎是唯一擁有的先進位程技術,這甚至比EUV光刻機生產商ASML的地位更加重要。
所以,如果從某種戰略意義上考量,美國的風險也是顯而易見的,台積電的斷供是美國能承受的嗎?比如當年的地震使得存儲晶片價格瘋漲。
寫在最後
華為的斷供,意味著我們不能太指望台積電在半導體加工端,給予我們支持,這一刻過早的來到,從長遠來看是利好,但短期內必將造成我們一定的困局。
我國集成電路正處於高速、蓬勃發展的時期,許多鏈條領域存在「短板」,而且我們是「全而不強」,核心技術也受制於人。
形勢還是很緊急的。
國家晶片產業鏈的自主可控究竟發展到哪一步了,這才是大家更為關注的事情,我可能會在下一篇文章敘述相關內容。
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