2025年時(shí),或許新入局者很難再找到縫隙。
文|袁斯來(lái) 編輯|蘇建勛
芯片制造廠商軍備競(jìng)賽正變得激烈。
12月28日,臺(tái)積電確定要在臺(tái)中的中科園區(qū)建座100公頃的工廠,總投資額高達(dá)8000-1萬(wàn)億新臺(tái)幣(約合人民幣 1840~2300 億元)。這一投資包括未來(lái)2nm制程的工廠,1nm制程的廠區(qū)也會(huì)落在中科園區(qū)。
臺(tái)積電之外,芯片制造廠商英特爾和三星也在激烈擴(kuò)張。三星11月宣布要在得克薩斯州泰勒市投資170億美元建廠,12月上旬又宣布近幾年最大的架構(gòu)調(diào)整,將資源傾斜至半導(dǎo)體業(yè)務(wù)。這幾年落后的英特爾高層動(dòng)蕩后重新回到牌桌,和意大利談判,預(yù)計(jì)會(huì)投資80億歐元建半導(dǎo)體封裝廠。
半導(dǎo)體行業(yè)這幾年一直在升溫,疫情帶來(lái)的缺芯又加了一把火,三家大廠之間的火藥味也更加濃烈。臺(tái)積電以超過(guò)50%市占率穩(wěn)坐第一,在先進(jìn)制程也暫時(shí)領(lǐng)先。三星和英特爾今年都經(jīng)歷了大調(diào)整,接下來(lái)會(huì)在芯片領(lǐng)域集中火力。疫情帶來(lái)難得一遇的超車機(jī)會(huì)時(shí),此輪擴(kuò)張其實(shí)只是開(kāi)始。
制程內(nèi)卷
如果不是疫情,頭部玩家們似乎也沒(méi)預(yù)計(jì)到芯片需求會(huì)如此旺盛。
疫情之前,智能手機(jī)行業(yè)已經(jīng)趨于穩(wěn)定,物聯(lián)網(wǎng)和汽車正緩慢爬坡,他們競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)集中在制程革新上。
很長(zhǎng)一段時(shí)間,英特爾14nm代表最先進(jìn)的制程,2015年時(shí),英特爾宣布晶體管翻倍速度從24個(gè)月延長(zhǎng)至36個(gè)月,摩爾定律似乎已經(jīng)走到極限。
2018年4月,臺(tái)積電震動(dòng)業(yè)界。當(dāng)英特爾10nm制程芯片難產(chǎn)時(shí),臺(tái)積電首個(gè)成功量產(chǎn)了EUV工藝的7nm制程芯片,拿到海思麒麟985和蘋果A13訂單。
競(jìng)爭(zhēng)氛圍陡然激烈。同年10月,三星也宣布量產(chǎn)7nm EUV工藝。三星當(dāng)時(shí)的行動(dòng)其實(shí)帶著倉(cāng)促,2019年,科技媒體 DigiTimes就曝出三星7nm制程芯片良品率不高的消息,甚至影響了高通5G產(chǎn)品供貨。三星雖然迅速反駁,但也沒(méi)有拿出具體良率信息。
臺(tái)積電似乎沒(méi)有收到太多良率困擾,反而還加快了制程更新速度。7nm量產(chǎn)后,2019年,臺(tái)積電又開(kāi)始試產(chǎn)5nm制程芯片,2020年就用在iPhone12上。今年一季度,5nm手機(jī)剛剛開(kāi)始占領(lǐng)市場(chǎng),臺(tái)積電已經(jīng)開(kāi)始推進(jìn)4nm和3nm制程研發(fā)。今年9月iPhone 13的A15用的是臺(tái)積電第二代5nm制程,明年的iPhone14很可能會(huì)用上4nm芯片。
臺(tái)積電升級(jí)周期還在縮短,原本在今年第四季度才試產(chǎn)的4nm工藝制程提前一個(gè)季度,而且他們還宣布會(huì)在2022年第四季度量產(chǎn)3nm制程,2024年就要開(kāi)始量產(chǎn)2nm制程芯片。
臺(tái)積電前進(jìn)速度密不透風(fēng),三星則緊鑼密鼓地追趕,兩家公司3nm量產(chǎn)的時(shí)間都定在了2022年。
臺(tái)積電和三星競(jìng)爭(zhēng)白熱化時(shí),英特爾速度更遲緩。它們有7年都停留在14nm制程,直到2019年才真正量產(chǎn)10nm,后者和臺(tái)積電7nm制程的晶體管數(shù)量相當(dāng)。
2021年,英特爾換下了CEO Bob Swan,他也成為英特爾歷史上任職時(shí)間最短的CEO。新的CEO是VMWare CEO Pat Gelsinger,他也曾是英特爾首任CTO。
此后,英特爾加快了速度,即將在明年量產(chǎn)7nm制程,晶體管數(shù)量甚至高于臺(tái)積電5nm制程工藝產(chǎn)品。英特爾還提出了野心勃勃的規(guī)劃:4年之中突破5個(gè)工藝制程。
三大巨頭引導(dǎo)著芯片制程迭代,目前臺(tái)積電暫居上風(fēng),但三星和英特爾也開(kāi)始加碼投入,2025年顯然是個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。
為2025年而戰(zhàn)
5G、iot和智能汽車對(duì)芯片的需求在節(jié)節(jié)攀升,但直到疫情開(kāi)始后,才顯出結(jié)構(gòu)性的短缺。
2020年就開(kāi)始的缺芯延續(xù)至今,仍然沒(méi)有緩解的跡象,半導(dǎo)體的超級(jí)周期拉開(kāi)序幕,
根據(jù)臺(tái)積電財(cái)報(bào),2020年,臺(tái)積電銷售額創(chuàng)下新高,達(dá)到 1.339 萬(wàn)億新臺(tái)幣(約合3097.8 億人民幣),比2019年增長(zhǎng)了四分之一。三星前不久發(fā)布的第三季度財(cái)報(bào)顯示, 他們的單季銷售額首次突破70萬(wàn)億韓元,刷新歷史記錄。
這意味著臺(tái)積電和三星有更多彈藥跑馬圈地。
它們也趁此機(jī)會(huì)開(kāi)啟擴(kuò)張之路。臺(tái)積電在今年Q3的說(shuō)明會(huì)上表示,今年的資本支出由此前的250-280億美元提高到了300億美元,而接下來(lái)3年,他們會(huì)投入1000億美元到生產(chǎn)制造上。
除了中國(guó)臺(tái)灣,臺(tái)積電宣布會(huì)耗資120億在美國(guó)亞利桑那州建廠,主要生產(chǎn)5nm制程芯片。這些產(chǎn)線2024年就會(huì)開(kāi)始量產(chǎn),每月能生產(chǎn)2萬(wàn)片晶圓。臺(tái)積電的CEO魏哲家曾解釋過(guò)擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃:“我們正迎來(lái)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)性增長(zhǎng)的機(jī)遇,5G帶來(lái)巨大機(jī)會(huì),高性能計(jì)算相關(guān)的應(yīng)用將推動(dòng)算力的大幅增長(zhǎng)和對(duì)高能效計(jì)算的巨大需求,這都需要先進(jìn)技術(shù)。”
除了先進(jìn)制程,臺(tái)積電也在擴(kuò)張成熟制程產(chǎn)線。今年11月,臺(tái)積電和索尼子公司“索尼半導(dǎo)體解決方案”合作在日本熊本縣設(shè)立了代工廠子公司,初期投資就高達(dá)70億美元,索尼出資5億美元。這家工廠主要生產(chǎn)22nm和28nm制程芯片,會(huì)在2024年底前投產(chǎn)。
日本之外,臺(tái)積電將投資28.87億美元在南京擴(kuò)充28nm制程的產(chǎn)能,每月能增加4萬(wàn)片晶圓產(chǎn)量。在歐洲,臺(tái)積電則在和德國(guó)接觸建廠。
他們擴(kuò)展的成熟制程芯片主要用在汽車、嵌入式存儲(chǔ)器、IoT設(shè)備上,也是目前短缺最嚴(yán)重的領(lǐng)域。根據(jù)魏哲家的說(shuō)法,臺(tái)積電的產(chǎn)能緊張會(huì)持續(xù)到2022年。
臺(tái)積電正利用這一時(shí)間窗口穩(wěn)住自己的地位,和對(duì)手拉開(kāi)更大差距。他們還不能說(shuō)高枕無(wú)憂,畢竟三星也打算在2022-2023年量產(chǎn)3nm芯片,針?shù)h相對(duì)的時(shí)間正在逼近。
可以預(yù)想,經(jīng)歷了這一輪擴(kuò)產(chǎn)潮,芯片行業(yè)會(huì)更集中于幾個(gè)頭部廠家。2025年時(shí),或許新入局者很難再找到縫隙。(36氪)
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