台积电落后了?错失最先进光刻机后,另两家代工巨头开始摩拳擦掌

互联鱼玩科技 2024-06-02 10:54:41

文丨互联鱼

人工智能和高性能计算的需求一路飙升,台积电开始了一场前所未有的扩张计划。为了满足全球对于更快速、更高效的芯片需求,台积电可谓是下了血本,全球不停建厂。

从2022年到2023年,短短两年内,台积电就新建了五座工厂,而今年更是有七座工厂同时在建。这些工厂中,有三个是晶圆厂,负责生产那些高精尖的芯片;还有两个是封装厂,负责把生产好的芯片封装测试,然后送往全球各地的客户手中。

更厉害的是,台积电还有两个海外晶圆厂正在紧锣密鼓地建设中。在新竹和高雄,台积电新建了两座专门生产2nm芯片的晶圆厂。2nm可是目前最尖端的制程技术了,这意味着台积电继续引领半导体制造的最前沿。而且这两座工厂已经开始装机,预计2025年就能实现量产。

例如,在美国亚利桑那州,台积电计划砸下650亿美元,建设三座尖端制程晶圆厂。其中第一座晶圆厂已经开始装机,明年就能量产4nm芯片了。

在日本熊本和德国,台积电也计划在这些地方建设多座晶圆厂,生产各种制程的芯片。

台积电这么拼,当然是因为他们看到了AI市场的巨大潜力。他们预计,AI芯片的需求每年都会以2.5倍的速度疯狂增长。为了满足这种爆炸式的需求,台积电今年3nm的产能将比去年猛增3倍以上。

但即便如此,他们还觉得不够,表示还需要继续加快扩建。专家们对台积电的未来预测,仅人工智能GPU这一项业务,在2024年就能为台积电带来约11%~13%的总营收,金额将超过100亿美元。

而在未来三年里,AI GPU的年复合增长率更是高达35%~40%,到2027年,它将占据台积电营收的20%以上,金额超过250亿美元。

除了在先进制程上大展拳脚外,台积电在先进封装技术上也毫不逊色,其先进封装产能一直供不应求。为了满足市场需求,台积电预计在2024年将月产能提升到4万片,并在明年年底前实现翻倍。

不过,随着英伟达等大厂不断推出新款高性能芯片,单片硅中间层面积不断增大,导致产能数量有所减少。但即便如此,台积电封装产能依然供不应求。

代工巨头开始摩拳擦掌

除了台积电之外,三星和英特尔这两家代工巨头,纷纷摩拳擦掌向先进工艺和先进封装技术发起冲锋。

台积电一直以技术领先而自豪,其3nm工艺已经稳坐行业前列。然而这并不意味着它可以高枕无忧,三星和英特尔同样在积极研发更先进的工艺,意图在未来的市场竞争中占得先机。

三星在3nm工艺上已经实现了大规模量产,而且它并没有止步于此。三星正在同步研发2nm工艺节点,预计将在2025年下半年开始大规模量产。

英特尔也不甘示弱,以空前的力度推进先进工艺制程,比如提出的“四年五个制程节点”的目标,很激进。据悉,目前其2nm、1.8nm以及两大新节点正在推进中。

更值得一提的是,此前英特尔率先采用了高达3.5亿欧元的High NA光刻机和背面供电技术,从旁观者来看,这将为其在未来的技术演进中巩固领先地位提供有力支持。

除了先进工艺的比拼,先进封装技术也成为这场战役的另一个重要战场。

随着3D封装技术的兴起,英特尔和三星都在持续加大投入。英特尔的首个3D封装技术Foveros已经实现大规模量产,而三星也在积极开发其3D封装技术X,并表示将在2024年量产。

所以台积电在某些方面似乎失了先手,比如并未出手引入High NA光刻机,以及在玻璃基板领域未见具体规划等。

台积电要落后了?

自从阿斯麦最新研制的High-NA EUV光刻机商用以来,台积电却表现出了一个令人意外的反应,在推进到3nm以下工艺时,他们好像不打算采用最新的EUV光刻机?

毕竟台积电作为半导体代工业的领头羊,其技术选择和战略方向往往被视为“行业风向标”,但High-NA EUV光刻机被英特尔率先商用并完成组装,台积电受到冷落了,这是不是意味着台积电开始落后了?

高NA EUV光刻机拥有更高的孔径,能够在更小的空间内刻画出更精细的电路图案,从而制造出性能更强、功耗更低的芯片。

但是台积电并没有积极引入该型号的设备,考虑因素其中之一便是成本。据悉,High-NA EUV光刻机的售价高达数亿欧元,这对于任何一家公司来说都是一笔不小的投资。而且除了设备本身的成本外,还有与之相关的运维成本、人员培训成本等也是一笔不小的开支。

当然,成本只是台积电考虑的一个方面,另一个重要的因素是技术风险。虽然High-NA EUV光刻机在技术上具有先进性,但这也意味着它在使用过程中可能会遇到更多未知的问题。对于台积电这样一家以稳定和高良率为傲的公司来说,贸然引入新技术可能会带来不可预测的风险。

此外,台积电还可能考虑到了市场竞争的因素。目前,台积电在半导体代工业界的领先地位已经相当稳固,他们可能并不急于通过引入新技术来进一步巩固自己的地位。相反,他们可能会更倾向于在现有的技术基础上进行优化和改进,以确保自己在市场上的竞争力。

台积电并未选择第一时间引入高NA EUV光刻机,其实是经过深思熟虑的。

他们发现,通过优化现有的EUV技术,同样能够实现2nm左右工艺的生产需求。这不仅降低了技术风险,还能有效控制成本。毕竟,引入新技术意味着需要大量的资金投入和技术研发,而这些都会最终反映到产品的价格上。

再者,市场需求也是台积电做出这一决定的重要因素。目前,最先进的工艺市场需求是否能够消化高昂的成本,还是一个未知数。

手机AP芯片市场虽然庞大,但单靠这一市场难以支撑起整个先进工艺的生产线。而AI芯片等新兴市场的需求能否成为新的增长点,也还需要时间的观察。

不得不说,台积电的这一策略相当高明。他们不仅实现了在成本和技术之间的平衡,还通过持续创新提高了生产率和降低了功耗。

这为其他追赶中的代工厂商提供了新的思路:不必盲目追求最先进的技术,而是要根据自身实际情况和市场需求来做出最合理的选择。

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