成本之下，多少芯片公司選擇跟進(jìn)？

近日，荷蘭光刻機(jī)巨頭ASML宣布，正向英特爾交付一臺最新型高數(shù)值孔徑（High NA）極紫外光刻機(jī) 。

據(jù)ASML社交媒體公布的信息，一個印有ASML公司 LOGO的集裝箱，將從荷蘭埃因霍溫發(fā)往英特爾的俄勒岡州晶圓廠進(jìn)行組裝。

這僅僅是這款光刻機(jī)的一部分——整個光刻機(jī)需要13個貨柜、250個板條箱進(jìn)行運(yùn)輸，組裝起來大概有一輛卡車那么龐大。

除了體積大以外，這種光刻機(jī)的成本更是驚人，每臺的成本超過了3億歐元，是目前主流EUV光刻機(jī)的兩倍之多。

但貴也有貴的道理，這是目前唯一能生產(chǎn)2nm芯片的光刻機(jī)。

而英特爾更是希望直接用這款設(shè)備生產(chǎn)Intel 18A 制程（1.8nm），目的是讓競爭對手在2年內(nèi)追不上自己。

另一方面，芯片制造商們的競爭，同時也是在考驗(yàn)著客戶們的實(shí)力。

一場屬于三巨頭的內(nèi)卷

自從2021年IBM發(fā)布全球首個2nm工藝后，各大晶圓代工廠便加速了2nm制程相關(guān)技術(shù)的研發(fā)。

這當(dāng)中，不僅有臺積電、三星這樣的巨頭，甚至吸引了8家老牌日企，他們共同組建了一家名為Rapidus的新企業(yè)，希望以“2nm”重振日本半導(dǎo)體。

提前布局新技術(shù)在芯片制造這一環(huán)節(jié)并不奇怪，包括目前最先進(jìn)的3nm，早在多年前就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

但從各家巨頭的財報分析可以看出來，2nm節(jié)點(diǎn)背后包含的意義更多。

有業(yè)內(nèi)專家表示，2nm或許是硅芯片的“最后一戰(zhàn)”。在往后推進(jìn)，石墨烯很有可能作為一種新材料取代硅晶體管。

因此在研發(fā)2nm時，芯片制造商們推出了諸多與埃米制程有關(guān)的新工藝，目前就是在摩爾定律終結(jié)前，趕緊建立起技術(shù)優(yōu)勢。而這當(dāng)中，臺積電的優(yōu)勢最大。

可誰知，光刻機(jī)巨頭ASML非常給力，靠著EUV光刻機(jī)硬是給摩爾定律續(xù)命多年，到了如今的2nm的節(jié)點(diǎn)，ASML的光刻機(jī)依然發(fā)揮著作用。

據(jù)報道，ASML最新型號的High-NA EUV光刻機(jī)可以將聚光能力從0.33提高至0.55，解析度也從13nm提高8nm，能夠獲得更精細(xì)的曝光圖案。不僅可以用于2nm節(jié)點(diǎn)，再往下的節(jié)點(diǎn)同樣適用。

這就意味著，作為目前芯片制造最核心的部件，誰掌握了最新款的光刻機(jī)，誰就有機(jī)會搶占這個關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。

在2024年，ASML只計劃生產(chǎn)10臺新款光刻機(jī)，其中6臺已經(jīng)英特爾提前鎖定，剩下的幾臺被三星與臺積電瓜分。

那么除了三巨頭以外，包括SK 海力士和美光等芯片制造商，只能排隊(duì)到2025年，而這剛好是三巨頭量產(chǎn)2nm的時間點(diǎn)。

三巨頭內(nèi)卷，客戶“遭罪”

這邊是三巨頭們在2nm上內(nèi)卷。而另一邊，大客戶們還在為3nm芯片犯愁。

按照蘋果給出的數(shù)據(jù)，采用臺積電3nm工藝的A17 Pro，晶體管數(shù)量為190億，比前代A16增加了近20%，但CPU性能卻只提升了約10%左右。

唯一的亮點(diǎn)是GPU性能，在增加一顆核心數(shù)后，峰值性能提升了20%。不過代價是的峰值功率達(dá)到了驚人的14W，被不少人吐槽有“發(fā)燒問題”。

除了性能提升小外，3nm的良率也并不樂觀。

有業(yè)內(nèi)行業(yè)分析稱，臺積電、三星的 3nm 工藝良率目前都在50%左右，直到明年高通等大客戶大批量出貨后，3nm芯片的良率才會爬升到70%左右。

作為先進(jìn)制程，由于工藝難度和材料限制，良率低很正常。但按照慣例，代工廠并不承擔(dān)不良芯片的成本，這部分還是由客戶自行承擔(dān)。

而良率越低的情況下，成本就會越高。

據(jù)DigiTimes一份報告顯示，臺積電3nm晶圓的成本大約為2萬美元。隨后又有多家媒體報道稱，每塊晶圓的成本可能會上升到2.5萬美元。

這其中除了代工方前期投入的設(shè)備、技術(shù)等成本以外，廢片的成品也被包含在內(nèi)——作為最早采用3nm工藝的芯片公司，蘋果已經(jīng)承擔(dān)了高昂的前期成本。

而真正到了2nm節(jié)點(diǎn)開始量產(chǎn)后，成本的增長更是驚人。

研究機(jī)構(gòu)IBS分析師在接受日經(jīng)采訪時直言，與3nm處理器相比，2nm的成本增長約50%，這就意味著屆時2nm芯片每片晶圓的價格將達(dá)到3萬美元。

除了開頭提到的ASML新款光刻機(jī)以外，新工廠的建設(shè)成本、芯片設(shè)計成本都會算到其中。

可即便成本越來越高，芯片公司們還得擠破頭搶占代工廠的訂單，畢竟能代工先進(jìn)制程的制造商，目前僅剩下臺積電、三星、英特爾這三家。

一旦出現(xiàn)供不應(yīng)求的情況，最后受傷的還是這些大客戶。

AI芯片會有影響嗎？

比起手機(jī)芯片，AI芯片對于先進(jìn)制程的要求并不是那么高。

這主要是因?yàn)閮烧邔τ谛酒囊蟛煌珹I芯片更加強(qiáng)調(diào)芯片之間的通信問題，算力不足往往是芯片通信效率背鍋。

而GPU因?yàn)槠涓咝阅堋⒏卟⑿卸?、高吞吐量和低延遲等特點(diǎn)，非常適合用作AI芯片。

靠著在GPU領(lǐng)域的布局，英偉達(dá)建立了非常高的壁壘。在與臺積電綁定產(chǎn)能后，這個壁壘的門檻將越來越高。

目前來說，想為英偉達(dá)找到一個可行的競爭對手已經(jīng)是一件非常困難的事情。

在前有AMD、后有亞馬遜、OpenAI、甚至微軟的情況下，英偉達(dá)在2023年牢牢掌握了AI芯片的霸主地位，并且可能持續(xù)很久。

在這種情況下，英偉達(dá)完全不需要冒險投入最新工藝制造AI產(chǎn)品，這樣就可以避免承擔(dān)早期高昂的芯片成本。

至于其競爭對手，是否選擇承擔(dān)2nm工藝高成本的影響？

只能說，這是一場少數(shù)人的游戲。

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