芯片制造廠商軍備競賽正變得激烈,。
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)8000-1萬億新臺(tái)幣(約合人民幣 1840~2300 億元),。這一投資包括未來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,,接下來會(huì)在芯片領(lǐng)域集中火力。疫情帶來難得一遇的超車機(jī)會(huì)時(shí),,此輪擴(kuò)張其實(shí)只是開始,。
制程內(nèi)卷
如果不是疫情,頭部玩家們似乎也沒預(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,,他們競爭焦點(diǎn)集中在制程革新上,。
很長一段時(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。
競爭氛圍陡然激烈,。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,,但也沒有拿出具體良率信息,。
臺(tái)積電似乎沒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)剛剛開始占領(lǐng)市場,,臺(tái)積電已經(jīng)開始推進(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,。
2021年6月9日,,在世界半導(dǎo)體大會(huì)上拍攝到的臺(tái)積電代工生產(chǎn)的12英寸晶圓
臺(tái)積電升級周期還在縮短,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)積電和三星競爭白熱化時(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和智能汽車對芯片的需求在節(jié)節(jié)攀升,,但直到疫情開始后,才顯出結(jié)構(gòu)性的短缺,。
2020年就開始的缺芯延續(xù)至今,,仍然沒有緩解的跡象,半導(dǎo)體的超級周期拉開序幕,,
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 萬億新臺(tái)幣(約合3097.8 億人民幣),,比2019年增長了四分之一。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)開啟擴(kuò)張之路。臺(tái)積電在今年Q3的說明會(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3年,他們會(huì)投入1000億美元到生產(chǎn)制造上,。
除了中國臺(tái)灣,,臺(tái)積電宣布會(huì)耗資120億在美國亞利桑那州建廠,主要生產(chǎn)5nm制程芯片,。這些產(chǎn)線2024年就會(huì)開始量產(chǎn),,每月能生產(chǎn)2萬片晶圓。臺(tái)積電的CEO魏哲家曾解釋過擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃:“我們正迎來半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)性增長的機(jī)遇,,5G帶來巨大機(jī)會(huì),,高性能計(jì)算相關(guān)的應(yīng)用將推動(dòng)算力的大幅增長和對高能效計(jì)算的巨大需求,這都需要先進(jìn)技術(shù),?!?/p>
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4萬片晶圓產(chǎn)量。在歐洲,,臺(tái)積電則在和德國接觸建廠,。
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,和對手拉開更大差距,。他們還不能說高枕無憂,,畢竟三星也打算在2022-2023年量產(chǎn)3nm芯片,針鋒相對的時(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。