由于芯片產(chǎn)能過剩、芯片行業(yè)進(jìn)入下行階段,業(yè)界忽然發(fā)現(xiàn)成熟工藝產(chǎn)能再度得到重視,而中國(guó)則有望在成熟工藝產(chǎn)能方面居于全球第一,而且低成本和芯片堆疊技術(shù)有助于增強(qiáng)中國(guó)成熟工藝產(chǎn)能的競(jìng)爭(zhēng)力。
據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,自2019年以來全球規(guī)劃的芯片制造項(xiàng)目達(dá)到86個(gè),而中國(guó)大陸規(guī)劃建設(shè)的芯片制造項(xiàng)目高達(dá)31個(gè),中國(guó)臺(tái)灣為19個(gè),美國(guó)為12個(gè),如今這些項(xiàng)目部分已經(jīng)建成,業(yè)界預(yù)期當(dāng)這些項(xiàng)目在2025年全數(shù)建成投產(chǎn)后,中國(guó)將擁有全球40%的成熟工藝產(chǎn)能,目前中國(guó)已占全球芯片工藝產(chǎn)能的16%,2021年中國(guó)芯片的營(yíng)收達(dá)到10458.3億元,首破萬億。
此前全球芯片行業(yè)更關(guān)注先進(jìn)工藝制程,臺(tái)積電和三星從10nm直到如今的3nm工藝斗得如火如荼,在先進(jìn)工藝制程方面已經(jīng)趕超Intel,這讓它們獲得了全球的關(guān)注,然而市場(chǎng)的變化卻可能讓先進(jìn)工藝制程的重要性不如以往。
原因是先進(jìn)工藝制程的投資成本實(shí)在太高了,臺(tái)積電公布的數(shù)據(jù)顯示7nmEUV工藝投資額是60億美元,5nm翻倍至120億美元,3nm工藝投資額接近200億美元,過高的投資額也導(dǎo)致先進(jìn)工藝的成本越來越高。
先進(jìn)工藝的價(jià)格過高已導(dǎo)致芯片企業(yè)難以承受,此前確定采用臺(tái)積電3nm工藝的只有Intel和蘋果,但是近期Intel的GPU研發(fā)遇到困難將延期一年,導(dǎo)致3nm工藝將只剩下蘋果一家客戶,然而即使有錢如蘋果也只是計(jì)劃最貴的iPhone14采用3nm工藝生產(chǎn)的A16處理器,不過由于臺(tái)積電的3nm工藝趕不上A16處理器的量產(chǎn)時(shí)間而作罷,目前預(yù)計(jì)M系處理器會(huì)采用臺(tái)積電的3nm工藝,高通、AMD等則要到明年底等待3nm工藝成本下降才會(huì)采用。
臺(tái)積電方面也認(rèn)識(shí)到了先進(jìn)工藝成本昂貴的問題,它開發(fā)出3D WOW封裝技術(shù),并以3D WOW封裝技術(shù)和7nm工藝為英國(guó)一家AI芯片企業(yè)生產(chǎn)芯片,近期臺(tái)積電又宣布將擴(kuò)張28nm工藝產(chǎn)能,原因在于這些成熟工藝的成本更低。
臺(tái)積電忽然轉(zhuǎn)向擴(kuò)張28nm成熟工藝,在于芯片下行階段,芯片企業(yè)更重視成本,而成熟工藝生產(chǎn)的芯片成本更低,再加上它的3D WOW封裝技術(shù),可以將28nm工藝生產(chǎn)的芯片輔以3D WOW封裝技術(shù)達(dá)到14nm的性能。
在成熟工藝方面,中國(guó)大陸恰恰有優(yōu)勢(shì),目前中國(guó)大舉擴(kuò)張的成熟工藝恰恰已28nm為主,大陸芯片企業(yè)也開發(fā)了芯片堆疊技術(shù),業(yè)界人士指出這種技術(shù)可以將28nm工藝生產(chǎn)的芯片性能提升至與14nm相當(dāng),與臺(tái)積電的3D WOW封裝技術(shù)類似。
對(duì)于中國(guó)制造來說,業(yè)界認(rèn)為14nm工藝足以滿足國(guó)內(nèi)七成芯片需求,而輔以芯片堆疊技術(shù)后,14nm工藝的芯片可以進(jìn)一步提升性能,更能滿足國(guó)內(nèi)芯片九成的需求,而中國(guó)預(yù)計(jì)未來3年將占有全球成熟工藝產(chǎn)能的四成,對(duì)全球芯片行業(yè)造成很大影響。
至于成本,這更是中國(guó)芯片的獨(dú)有優(yōu)勢(shì),此前有中國(guó)芯片就表示它們的芯片價(jià)格具有美國(guó)同類芯片的性能,而價(jià)格卻只有后者的四分之一,如此一來中國(guó)芯片在芯片下行階段可望趁機(jī)擴(kuò)大市場(chǎng)份額,今年上半年中國(guó)芯片出口增長(zhǎng)兩成多,競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)應(yīng)該就是低成本。
除了臺(tái)積電回身發(fā)展成熟工藝之外,美國(guó)也開始投資成熟工藝,有望獲得美國(guó)520億美元部分補(bǔ)貼的美國(guó)芯片制造企業(yè)SkyWater就計(jì)劃建設(shè)一座90nm工藝生產(chǎn)線,不過它計(jì)劃引入碳基芯片技術(shù)、3D芯片堆疊技術(shù)等方式大幅提升性能50倍,重新煥發(fā)成熟工藝的青春。
對(duì)于碳基芯片、芯片新材料等方面,中國(guó)也已有一些突破,如此中國(guó)已量產(chǎn)的14nm等成熟工藝或許在未來也有希望通過引入芯技術(shù)來提升性能,從而新芯片技術(shù)方面突圍,這可能也是中國(guó)在加大力度擴(kuò)張成熟工藝產(chǎn)能的原因。
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