摩尔定律的经济规律(图片来源:中国360度透视讲座,黄节PPT)

据半导体分析机构IC Insights预测,2022年半导体行业资本支出将达到1904亿美元的历史新高,比三年前增长了86%。其中台积电、三星、英特尔预计的资本支出分别将达到420亿美元、379亿美元和270亿美元,三大巨头占据了超过50%的资金支出。

而在2020年,台积电资本支出仅为170亿美元,三星的半导体支出则是32.9万亿韩元(约合264亿美元),双方资本支出涨幅惊人。

此外,去年2月英特尔宣布“IDM 2.0”战略,计划重新成为全球芯片制造第一,其英特尔代工服务(IFS)吸引了亚马逊、高通等客户,加入先进制程市场争夺。

先进制程研发进度上,台积电、三星双方都宣称会在今年实现3nm的量产;英特尔的Intel 4工艺将在今年下半年就绪,还计划在2024年下半年完成18A工艺。

从台积电开创晶圆代工模式至今,全球芯片半导体产业在垂直分工合作模式下高速发展,晶圆代工业也历经几番风云变幻。

如今,新的战火正在愈燃愈旺,随着英特尔再度拾起代工大业,晶圆代工江湖或将被三大顶尖芯片制造巨头重新划分地盘。

一、英特尔称霸制程马拉松前半道,经济学维度摩尔定律已经失效

说起先进制程,就必须提到英特尔创始人之一的戈登·摩尔,他于1965年提出了一个延续至今的“摩尔定律”。摩尔定律为:集成电路上所集成的晶体管密度,每隔18-24个月就翻一番。

为了更直观地体现集成电路性能的提升,半导体行业以晶体管的线宽(制程)来形容制造工艺的先进程度。如今,无论是晶体管线宽还是栅极长度的缩小难以跟上几何级缩小,芯片制程所代表的已非芯片内具体的物理特性,而是性能的大致体现。

摩尔定律除了是一个技术预言外,还是一个经济学的维度,它意味着用一美元所能买到的晶体管数量,每隔18个月翻两番。

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摩尔定律的经济学维度是如今各类电子设备越来越便宜的原因,如果汽车工业也遵循摩尔定律,如今1美分就可以买到兰博基尼跑车。

但对于半导体行业内的玩家来说,摩尔定律的经济维度背后却是一场数十年的马拉松。

为了满足摩尔定律,半导体厂商必须每18个月提升一倍晶体管密度。对半导体制造来说,这意味着厂商们必须马不停蹄地完成设计、产线、系统产品的迭代和良率调教,并从现有制程中获得足够推进到下一制程的利润。

芯片制造厂商如果从这一竞赛中掉队,就意味着自身与市场上的顶尖公司出现代差,而无法获得先进制程带来的晶体管成本优势和市场定价权,从而落后于竞争对手。

来源:芯东西