一年前,我警告說臺(tái)積電進(jìn)入到全柵極 (RibbonFET) 時(shí)代可能要比預(yù)想得晚一些,RibbonFET標(biāo)志著最先進(jìn)半導(dǎo)體的下一個(gè)前沿。但在三個(gè)月前,有報(bào)道稱臺(tái)積電將在 2023/2024 年轉(zhuǎn)向 2nm。這是基于臺(tái)積電將在 2023 年開始(風(fēng)險(xiǎn))生產(chǎn)的預(yù)期。

然而,在最近的財(cái)報(bào)電話會(huì)議上,臺(tái)積電宣布了其 2025 年的 2nm 節(jié)點(diǎn)。因此,這條新的信息證實(shí)了一個(gè)悲觀的觀點(diǎn),即臺(tái)積電目前的領(lǐng)導(dǎo)地位正逐漸被一家名為英特爾(Intel)的移動(dòng)更快的公司所侵蝕,后者將在18個(gè)月內(nèi)從4A轉(zhuǎn)換為20A。相比之下,N3和N2的連續(xù)延遲表明臺(tái)積電將放緩至 2．5 年的節(jié)奏。

此外,隨著英特爾新管理層進(jìn)軍代工業(yè)務(wù)(可能投資2000億美元),對(duì)臺(tái)積電投資者來說,英特爾重奪制程領(lǐng)導(dǎo)地位將更加令人擔(dān)憂。

2nm延遲

大約一個(gè)季度前,英特爾在半導(dǎo)體行業(yè)投下了炸彈,宣布一個(gè)為期四年的路線圖,其中包括:(1)2024年過渡到RibbonFET,并在20A節(jié)點(diǎn)首次采用PowerVia背面電源傳輸(2)在業(yè)界率先采用ASML高數(shù)值孔徑 EUV 光刻技術(shù),將在 2025 年恢復(fù)工藝領(lǐng)先地位。

從那時(shí)起,三星和臺(tái)積電都宣布了自己的路線圖。綜上所述,雖然我已經(jīng)廣泛討論了節(jié)點(diǎn)名稱的營(yíng)銷性質(zhì),但鑒于三星和臺(tái)積電的這些公告,看來英特爾確實(shí)將在 2024-2025 年擁有最低的工藝技術(shù)編號(hào):英特爾將在 18A(1．8nm ) 與其他兩家代工廠的 2nm 相比。因此,Intel 似乎率先采用 2nm/20A。

以下是臺(tái)積電在被問及英特爾 7 月路線圖公告時(shí)的回應(yīng):

我不對(duì)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的技術(shù)路線圖或他們的技術(shù)方法發(fā)表評(píng)論。但是對(duì)于臺(tái)積電,我們有信心我們將非常有競(jìng)爭(zhēng)力,而且我們確實(shí)有一個(gè)非常有競(jìng)爭(zhēng)力的時(shí)間表,讓我說,在所有 3 納米技術(shù)和 2 納米技術(shù)中。

我可以和大家分享的是,在我們的 2 納米技術(shù)中,密度和性能將在 2025 年最具競(jìng)爭(zhēng)力。

這個(gè)答案最重要的一點(diǎn)是,臺(tái)積電的 2nm 比任何人預(yù)期的都要晚得多。如果現(xiàn)在還不清楚臺(tái)積電 2 年穩(wěn)定節(jié)奏的日子已經(jīng)結(jié)束,那么這應(yīng)該是確鑿的證據(jù)。

為了詳細(xì)說明這一點(diǎn),不久前我討論了臺(tái)積電的 3nm 節(jié)點(diǎn),其中包含進(jìn)一步的證據(jù)表明它不會(huì)滿足蘋果 2022 年 iPhone的時(shí)間表,這是許多人所期待/假設(shè)的(盡管最初的跡象表明反對(duì)這一點(diǎn)已經(jīng)成為2020 年清除)。無論如何,2025 年 2nm 量產(chǎn)的公告顯然排除了 2024 年推出 2nm 的可能性,這將是 5nm 之后的四年,符合典型的摩爾定律節(jié)奏(盡管臺(tái)積電實(shí)際上每縮小不到 2 倍)節(jié)點(diǎn))。相比之下,7月份有報(bào)道稱臺(tái)積電將在2023年開始生產(chǎn)2nm。

日經(jīng)亞洲報(bào)道稱,臺(tái)灣政府現(xiàn)已批準(zhǔn)臺(tái)積電的 2nm 工藝計(jì)劃。測(cè)試生產(chǎn)可能會(huì)在 2023 年開始,為 2024 年在 iPhone 中的使用鋪平道路。

相反,新的時(shí)間表反而暗示 N2 可能針對(duì) 2025 年的 iPhone。

分析

這里的重點(diǎn)不是對(duì)工藝技術(shù)領(lǐng)先地位進(jìn)行任何比較,因?yàn)樵诠_技術(shù)規(guī)范之前這是不可能的。盡管如此,還可以進(jìn)行其他幾個(gè)關(guān)鍵的總結(jié)。

首先,主要觀察結(jié)果是,臺(tái)積電目前的主要技術(shù)引進(jìn)周期似乎是 2．5 年:從 2020 年的 5nm 到 2025 年的 2nm,是五年內(nèi)的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)。不用說,這是摩爾定律規(guī)定的 2 年黃金標(biāo)準(zhǔn)的明確下降。

可以肯定的是,這本身并不一定意味著臺(tái)積電將失去目前的領(lǐng)先地位,例如三星之前將其 3nm 推遲到 2023 年,并且也將 2nm 列入了 2025 年的路線圖。此外,三星的 5nm 只是一個(gè)其7nm節(jié)點(diǎn)的改進(jìn),因此在技術(shù)規(guī)格方面三星的2nm應(yīng)該比臺(tái)積電的2nm落后很多。相反,這可能意味著因?yàn)榭s小變得越來越難,正如我最近所說,摩爾定律似乎正在放緩。

然而,有一家公司實(shí)際上正在加速發(fā)展。目前,英特爾在 Intel7 節(jié)點(diǎn)上。英特爾將在 2023 年上半年轉(zhuǎn)向 Intel4 工藝,并在 2024 年底躍升至 20A,這將是一個(gè)只有18個(gè)月的周期。

實(shí)際上,到 2024 年,英特爾將以其 20A 節(jié)點(diǎn)與臺(tái)積電的 N3E 競(jìng)爭(zhēng),而在 2025 年,英特爾將在 18A 節(jié)點(diǎn)上領(lǐng)先于臺(tái)積電的 2nm。這意味著英特爾贏得了未來幾年的營(yíng)銷游戲。

第二點(diǎn)是關(guān)于其 2nm 將在性能和晶體管密度方面“最具競(jìng)爭(zhēng)力”的說法。除了營(yíng)銷數(shù)字,作為初步分析,我們可以簡(jiǎn)單地推斷并得出結(jié)論,臺(tái)積電的 2nm 應(yīng)該具有大約 500MT 的密度。

對(duì)于英特爾來說,分析有點(diǎn)模糊,因?yàn)镮ntel 4 的密度甚至還不知道。盡管如此,之前的管理層暗示兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的 scaling factor均為 2．0 倍。這將為 Intel 4 提供 200MT 的密度, Intel 20A 的密度則為 400MT。然而,之前的管理層實(shí)際上已經(jīng)為現(xiàn)在稱為 Intel 4 的處理器提供了 2．4 倍的提升。這也意味著,20A可能達(dá)到480MT。

根據(jù)這兩種情況,如果英特爾隨后在 18A 中使用高數(shù)值孔徑 EUV 光刻進(jìn)行大約 20% 的縮放,那么在 18A 時(shí)它可能會(huì)達(dá)到 500MT或600MT ,這將在看漲的情況下趕上或略微領(lǐng)先。

最后,投資者應(yīng)該注意,英特爾聲稱的工藝領(lǐng)先地位是基于每瓦性能,而不是晶體管密度。盡管如此,投資者還應(yīng)注意,英特爾可以使用臺(tái)積電的 PDK(因?yàn)槿缜八?英特爾將是 3nm 的前 2 大客戶),而英特爾讓臺(tái)積電使用其 PDK 的可能性較小。雖然不知道臺(tái)積電是否已經(jīng)向其客戶提供了 2nm 細(xì)節(jié)的訪問權(quán)限,但投資者因此應(yīng)該比臺(tái)積電更相信英特爾的說法(因?yàn)檫@些都是基于實(shí)際數(shù)據(jù))。

總體而言,上面的理論數(shù)據(jù)表明,英特爾和臺(tái)積電在 2025 年應(yīng)該非常接近。

盡管如此,如果有人敢推斷到2026年,>800MT的英特爾～14A可能會(huì)開始成為更有意義的工藝領(lǐng)導(dǎo),如果臺(tái)積電要到2028年才能擁有～1．4nm。

技術(shù)結(jié)論

大約一年前,我警告投資者,臺(tái)積電到 2024 年將落后于英特爾和三星。這是基于觀察到三星和英特爾將分別比臺(tái)積電提前一年和兩年過渡到下一代 GAA 晶體管,我預(yù)測(cè)臺(tái)積電將在 2025 年推出其 2nm,而英特爾的 5nm(現(xiàn)在稱為 20A)則在 2024 年:

假設(shè) 5nm 現(xiàn)在也正在轉(zhuǎn)移 6 到 12 個(gè)月(即使 7nm 缺陷模式原則上應(yīng)該對(duì) 5nm 的發(fā)展沒有任何影響),這仍然意味著 5nm 將在 2024 年推出,最多提前一年臺(tái)積電。

因此,我要指出,基于當(dāng)前可用數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)仍然有效。換句話說,如果臺(tái)積電在 2025 年的 iPhone 中推出 N2,那么英特爾將提前整整一年推出自己的 20A 節(jié)點(diǎn),晶體管密度大致相同。

相比之下,該文章最受好評(píng)的評(píng)論之一是逆勢(shì)預(yù)測(cè),該預(yù)測(cè)將臺(tái)積電 2023 年的 2nm 密度設(shè)為 440MT(與英特爾的 400MT 相比)。另一條高度贊成的評(píng)論得出了類似的結(jié)論:

臺(tái)積電將在 2023 年進(jìn)行 2nm 試產(chǎn),并且他們?cè)诒３謺r(shí)間表方面享有很高的聲譽(yù)。另一方面,英特爾 CEO 表示 7nm 將在 2022-2023 年到來,因此英特爾不可能在 2024 年之前完成他們的 5nm [20A],而 5nm 的 2024 年已經(jīng)是最樂觀的情況。

更一般地說,最重要的結(jié)論是臺(tái)積電正在將其放緩的步伐擴(kuò)大到 2nm,現(xiàn)在似乎是堅(jiān)定的 30 個(gè)月節(jié)奏。與此同時(shí),英特爾將嘗試以 18 個(gè)月的節(jié)奏達(dá)到 20A。

風(fēng)險(xiǎn)

有一種可能是臺(tái)積電的聲明被誤解了。臺(tái)積電沒有給出其 N2 時(shí)間表的正式時(shí)間表,因此有人可能會(huì)爭(zhēng)辯說,臺(tái)積電只是在回答英特爾是否會(huì)在 2025 年重新獲得工藝領(lǐng)導(dǎo)地位的問題。換句話說,N2 有可能比 2025 年的 iPhone 更早推出。

此外,雖然本文側(cè)重于技術(shù)考慮,但我最近對(duì)英特爾的論點(diǎn)或多或少適用于臺(tái)積電:臺(tái)積電的收入可能會(huì)繼續(xù)增長(zhǎng),因?yàn)檎w市場(chǎng)在增長(zhǎng)。即使在最樂觀的情況下,英特爾也可能需要十年時(shí)間才能或可能開始從臺(tái)積電手中奪取可觀的市場(chǎng)份額。