圓晶代工廠臺積電（TSM.US）正迎來“春天”。

　　國際電子消費(fèi)巨頭蘋果自主研發(fā)、采用5nm制程、代號“Lifuka”的圖像處理器（GPU）研發(fā)正在按計劃推進(jìn)，量產(chǎn)之后將用在iMac上。而這款芯片，將交給臺積電生產(chǎn)。

　　蘋果另一款自研ARM處理器的MacBook和iMac機(jī)型，將用上臺積電的5nm工藝。

　　iPhone 12系列的A14處理器，也將由臺積電代工。

　　最新消息顯示，蘋果向臺積電追加了2020Q4的A13、A12處理器芯片大約7萬~8萬片，將后者四季度7nm芯片總投片量推高到17萬~18萬片的規(guī)模。

　　給臺積電帶來業(yè)務(wù)增長的不僅僅是蘋果。

　　聯(lián)發(fā)科受中國手機(jī)廠商訂單量提高的影響，2020Q4向臺積電追加了2萬~2.5萬片7nm芯片的訂單。

　　芯片巨頭高通也據(jù)傳將會把訂單轉(zhuǎn)給臺積電，原因是高通原本交由三星代工的5nm產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)度出現(xiàn)了問題。

　　在上周召開的臺積電技術(shù)研討會上，該公司聲稱，公司擁有約60%的EUV晶圓累計生產(chǎn)量，即為產(chǎn)業(yè)鏈貢獻(xiàn)了流程的芯片產(chǎn)能。

　　2020Q2，臺積電的營收達(dá)到了3106.29億新臺幣（約合105.85億美元），同比增長28.86%；持續(xù)經(jīng)營活動現(xiàn)金流凈額達(dá)到1703.35億新臺幣（約合58.04億美元），同比增幅為44.64%。

　　專業(yè)機(jī)構(gòu)預(yù)測，臺積電還有望在2020Q3錄得約53.9%的市占率，以及約113.5億美元的營收，成為全球圓晶代工廠無可辯駁的龍頭。

　　數(shù)據(jù)來源：產(chǎn)業(yè)研究機(jī)構(gòu)TrendForce集邦咨詢旗下拓墣產(chǎn)業(yè)研究院

　　上馬尖端技術(shù)研發(fā)，臺積電一騎絕塵

　　說起臺積電這個名字，中國大陸的讀者應(yīng)該不會感到陌生。

　　臺積電此前表示2020年9月14日之后不再向華為高端芯片代工服務(wù)，由此帶來的后果大家都知道了——由于沒有其他代工廠可以進(jìn)行生產(chǎn)，華為的麒麟系列高端芯片成了“絕唱”。

　　臺積電卻沒有受到太大影響，2020Q3的5nm剩余產(chǎn)能都將轉(zhuǎn)給其他用戶，包括蘋果、高通、AMD、聯(lián)發(fā)科等等。

　　如今臺積電忙得貨都接不完，為了完成華為的剩余訂單，還要24小時不停歇生產(chǎn)，甚至還要設(shè)法騰挪其他客戶的產(chǎn)能。

　　誰讓人家在技術(shù)上做到了全球頂尖呢？

　　臺積電的3nm芯片還沒開始量產(chǎn)，2nm工藝研發(fā)中心就開始建設(shè)了。

　　這座研發(fā)中心將會擁有一條先進(jìn)的生產(chǎn)線，同時配套以8000名工程師；為配合2nm工藝的研發(fā)，臺積電還被爆料一口氣購買了2臺光刻機(jī)。臺積電預(yù)測他們已安裝了全世界約50%的激活光刻機(jī)機(jī)器。

　　據(jù)外媒的初步預(yù)計，公司2020年全年資本支出將進(jìn)一步提升，達(dá)到160億美元左右。

　　更不得了的是，臺積電的一名高管還在網(wǎng)上透露，稱臺積電已開始利用人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，主要用于芯片生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)處理。

　　“臺積電已在他們的設(shè)備中部署了大量的傳感器，確保任何有用的數(shù)據(jù)都能被收集，他們利用人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為相關(guān)的信息，改善他們的芯片生產(chǎn)，他們不浪費(fèi)任何一個學(xué)習(xí)的機(jī)會?！?/p>

　　這名高管說道。

　　大陸與臺積電至少差6年

　　臺積電創(chuàng)始人張忠謀曾表示，在制程方面的競爭不是花很多錢、投入舉國之力就能做成的，因此大陸很難像臺積電一樣早出頂尖水平的芯片。

　　對中國企業(yè)來說，“制裁”的巴掌真的很痛。就連家大業(yè)大且頭鐵的華為，都承認(rèn)未來將在美國的施壓下艱難度日。

　　如今大陸積極向臺積電看齊，力求補(bǔ)齊高端制造產(chǎn)業(yè)鏈的空白。

　　2008年中國大陸啟動的“核心電子器件、高端通用芯片及基礎(chǔ)軟件產(chǎn)品（核高基）”國家科技重大專項(xiàng)，期望于芯片、軟件及電子器件領(lǐng)域，追趕全球技術(shù)。

　　大陸目前最領(lǐng)先的圓晶廠中芯國際，就是申請到該專項(xiàng)補(bǔ)貼的公司之一。無論是資本支出、營收還是市占率，中芯國際在全球范圍內(nèi)都排在了第五的位置。

　　目前公司基于Fin-FET設(shè)計生產(chǎn)的14nm芯片已經(jīng)完成了出貨；與臺積電7nm技術(shù)相近的芯片工藝也正在研發(fā)中。

　　根據(jù)高盛的預(yù)測，中芯國際2022年可升級到7nm工藝，2024年下半年升級到5nm工藝。

　　大陸消費(fèi)者常常對中芯國際給予厚望，希望它能取代臺積電的位置，向華為供應(yīng)高端芯片，緩解供應(yīng)鏈?zhǔn)艿健爸撇谩钡奈C(jī)。

　　但中芯國際要趕上臺積電，不是這么容易的。

　　“假如一家公司在一個行業(yè)發(fā)展得很久，積累的經(jīng)驗(yàn)就比新的競爭者多，只要自己不糟蹋機(jī)會，就可以長期保持優(yōu)勢。”臺積電創(chuàng)始人張忠謀在采訪中說。

　　隨著芯片制造工藝不斷向高端發(fā)展，其研發(fā)成本將會越來越高。

　　研發(fā)16nm芯片的制造工藝，大約需要16.43美元的研發(fā)成本，10nm為16.37美元，7nm成本18.26美元，5nm和3nm分別漲到23.57美元、30.45美元。

　　半導(dǎo)體行業(yè)的“摩爾定律”指出，集成電路上可以容納的晶體管數(shù)目在大約每經(jīng)過24個月便會增加一倍。換言之，處理器的性能每隔2年翻一倍。

　　這樣算下來，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了5nm芯片量產(chǎn)的臺積電，其技術(shù)已經(jīng)領(lǐng)先中芯國際快6年了。

　　要趕上這6年里落下的腳步，談何容易？況且這還沒算上臺積電也在向前飛奔的速度。

　　在這6年終，充裕的營收和高額的研發(fā)費(fèi)用，將為臺積電向前發(fā)展帶來更強(qiáng)勁的動能。

　　2020H1臺積電研發(fā)費(fèi)用錄得498.62億新臺幣（約合17億美元），同比增長19.26%，占營收比重達(dá)到8%。

　　2020H1中芯國際研發(fā)費(fèi)用占營收比重達(dá)到17.58%之高，但數(shù)額僅為3.24億美元，且同比不過增長了2.4%。

　　大陸的光刻機(jī)之痛

　　與此同時，一些技術(shù)上的硬傷，目前大陸企業(yè)始終無法克服。

　　結(jié)合ASML的聲明和臺積電的內(nèi)部采購單，臺積電預(yù)測公司已安裝全球約50%的激活光刻機(jī)。而中芯國際一臺都沒有。

　　如果中芯國際不能拿到極紫外光刻機(jī)（EUV），公司的芯片生產(chǎn)工藝，將被卡在7/8nm的水平。

　　用于生產(chǎn)7納米及更先進(jìn)制程芯片的EUV光刻機(jī)，目前只有荷蘭的阿斯麥（ASML）公司能生產(chǎn)，每臺機(jī)器的售價往往超過1億美元。

　　然而，由于《瓦森納協(xié)定》的存在和美國的多次干預(yù)，該公司沒有出售給中國公司，憑白讓中芯國際在光刻機(jī)上花費(fèi)了1.2億美元和2年的時間。

　　其實(shí)大陸也有公司買到了ASML的光刻機(jī)，但這件事說來話長……

　　2019年12月，弘芯半導(dǎo)體高調(diào)為“首臺高端光刻機(jī)設(shè)備”進(jìn)廠舉行儀式。雖然官方?jīng)]有公布具體信息，但可以確定是一臺ASML光刻機(jī)，售價也是數(shù)千萬美元級別的。

　　武漢弘芯半導(dǎo)體在業(yè)內(nèi)擁有一定的名氣，因?yàn)樘柗Q擁有先進(jìn)的技術(shù)，原定于2020年將開始7nm芯片的自主研發(fā)。

　　弘芯甚至聘請了多位半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)大咖，包括曾就職于臺積電的元老級人物蔣尚義，他曾經(jīng)帶領(lǐng)臺積電先后攻克多項(xiàng)核心技術(shù)。

　　但后來，這臺光刻機(jī)被扒出不是EUV光刻機(jī)，而是DUV（深紫外光光刻機(jī)），通常用來生產(chǎn)14nm芯片，并不是臺積電用來制造5nm芯片用的尖端產(chǎn)品。

　　更諷刺的是，2020年7月，武漢弘芯半導(dǎo)體項(xiàng)目因資金供應(yīng)存在問題項(xiàng)目可能停擺。

　　而這臺吸引了國人目光的光刻機(jī)，也被抵押了。

　　面對技術(shù)封鎖，華為坐不住了。

　　有消息顯示，華為正在著手研發(fā)自己的光刻機(jī)，力求突圍。

　　社交媒體上關(guān)于華為光刻機(jī)專利的消息，包括一項(xiàng)“通過光的移動，而不是機(jī)械移動來實(shí)現(xiàn)光刻精度”的專利，是一大技術(shù)創(chuàng)新。

　　華為還在網(wǎng)上公開發(fā)布了光刻工藝工程師的職位，并在全國范圍內(nèi)頻繁挖人。

　　光刻機(jī)雖極其復(fù)雜且精妙，卻并非遙不可及。

　　2018年8月份，清華大學(xué)的研究團(tuán)研發(fā)出了雙工作臺光刻機(jī)，使得中國成為全球第2個具備開發(fā)雙工作臺光刻機(jī)的國家；

　　2019年4月，武漢光電國家技術(shù)研究中心甘棕松團(tuán)隊(duì)采用遠(yuǎn)場光學(xué)的辦法，成功刻出9nm寬的線段；

　　2020年7月，中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所研發(fā)出了一種新型5nm超高精度激光光刻加工方法。

　　美國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)調(diào)查公司VLSI Research總裁里斯托·普哈卡（Risto Puhakka）認(rèn)為，針對EUV光刻機(jī)零部件的研究非常之多，但他認(rèn)為中國大陸仍未制造出可以開展生產(chǎn)的光刻機(jī)。

　　“自主研發(fā)光刻機(jī)將是漫長的過程。我不是說不可能，但這是一條漫長且艱難的道路?！彼f。

　　小結(jié)

　　多虧了懂王的“制裁”，大陸企業(yè)方才夢中驚醒，發(fā)現(xiàn)自己所處的位置已經(jīng)快要看不見臺積電的尾燈了。

　　但如今才開始追趕，可能會面臨諸多的難題，甚至有可能花很大力氣研發(fā)出來了高端芯片，市場卻又被更高端、成本更低廉的芯片搶占，于是連變現(xiàn)的空間都被壓縮殆盡。

　　“你已經(jīng)積累了很多經(jīng)驗(yàn)，這些經(jīng)驗(yàn)給你帶來創(chuàng)新和降低成本的機(jī)會，利用這個機(jī)會，就會在技術(shù)和成本削減方面，繼續(xù)領(lǐng)先于你的競爭對手?！?/p>

　　臺積電創(chuàng)始人張忠謀認(rèn)為，不管是工藝，還是成本，都不是用很大的投資就很快可以獲得的，所以大陸需要時間才能趕上。