台积电暂停向大陆企业提供7nm及以下工艺的芯片代工服务,这无疑会影响大陆地区的AI、自动驾驶、CPU、服务器等相关领域。
对此,台积电表示“不予置评”,公司遵纪守法,严格遵守所有用的法律和法规,包括出口管制规定。
相关企业的股价可是真真实实的下跌了,国产AI芯片企业寒武纪下跌了9.45%,智能驾驶芯片企业地平线下跌了2.69%。
其实,这些企业的股价下跌,并非是没有道理。地平线是台积电的客户,如果在调查中出现问题,将会影响其芯片制造问题。
寒武纪在被流入“实体清单”后,其芯片就不再由台积电代工,转而由内地的中芯国际代工。但是,如果台积电、三星拒绝国内芯片订单,那么毫无疑问这些订单就会涌向中芯国际。
中芯国际能接得住这些产能吗?
中芯国际2000年4月在上海浦东成立,是中国大陆第一家晶圆代工企业,早期在“中国芯片之父”张汝京的带领下,中芯国际发展迅速,大有追赶超越之势。
但随着“台积电三诉中芯国际”后,中芯国际败诉,不仅赔偿了大量资金,创始人张汝京也被迫离开公司。
公司曾一度陷入了亏损,最后在国家大基金的力挺下逐步恢复了正常。2017年,梁孟松加入中芯国际,担任联合CEO,中芯国际开始向工艺迭代进发。
在短短三年时间内,中芯国际实现了28nm、14nm、12nm及n+1工艺的量产,如今中芯国际更是实现非EUV技术的7nm工艺,并且完成了5nm、3nm的部分关键技术。
我们都知道,制造芯片除了技术外,最关键的就是半导体设备。而全球的半导体设备被美、日、荷三国把控,美国占据41.7%,日本占据31.1%,荷兰占据18.8%,三者合计为91.6%。
而在中芯国际被列入“实体清单”后,先进的半导体设备一直处于“禁售”状态,EUV光刻机更是一台都买不到。
所以,中芯国际的先进产能非常有限,更多的是14nm、28nm以上的成熟工艺。
最近几年随着国产替代的加速,中芯国际斥资1500亿人民币在北京、上海、深圳、天津建立了晶圆厂,着实吃了一波“大肉”,不过这波“大肉”也都是成熟工艺。
而反观台积电呢?大部分工艺已经升级为7nm及以下的先进工艺。
根据台积电发布的报表,7nm以下先进工艺营收占比高达69%,最先进的3nm营收占比达到了20%,5nm营收占比达到了32%,7nm营收占比为17%。
台积电为国内企业提供的服务,也都是7nm、5nm工艺,客户包括:阿里平头哥、百度昆仑芯、燧原科技、天数智芯、蔚来、小鹏、黑芝麻等。
如果台积电不再为这些企业提供代工服务,中芯国际恐怕是吃不下这些先进产能。首先5nm工艺,根本造不出来。7nm呢?产能有限,良品率也不够。
那如何解决这个难题呢?
3D堆叠、多重曝光
“制程不够、堆叠来凑”。
如果造不出5nm、7nm芯片,就只能采用多重曝光和3D堆叠技术。
多重曝光大家都知道,就是通过多次曝光,补偿单次曝光的精度不足,从而实现对更精细电路图案的刻画。
台积电就曾经利用DUV光刻机,通过多重曝光技术为华为代工了7nm麒麟芯片,验证了该项技术的可行性。
如今,中芯国际已经掌握了该项技术,如果能够实现4重曝光,是可以把芯片迭代至5nm的,所以7nm芯片是可以实现的,只是代价有点高。
正是因为多重曝光技术难度大,对精度要求高,而且良品率低,所以现在台积电大规模使用EUV光刻机的原因。
除了多重曝光外,3D堆叠也可以提高芯片性能。
3D堆叠技术其实是一种封装技术,而非晶圆制造技术。
这种技术,不仅可以将存储、逻辑、传感器、基带等集于一体,增强功能、缩小尺寸。也可以将相同的裸芯片上下堆叠,然后通过两侧的接合线进行连接,最后进行封装。
目前,苹果已经开始应用此项技术了,2025年更是将3D堆叠技术应用在MacBook上,这也是提高芯片整体性能的新趋势。
但是,因为受限于智能手机的空间,该技术很难使用在手机芯片领域,但是汽车、服务器、AI领域使用完全没有问题。
所以,在芯片制造工艺不足的情况下,这两种方案仍然可以提高芯片性能,吃掉更多的7nm芯片份额。
而要想彻底解决先进工艺的问题,就必须解决半导体设备难题
研发国产设备
根据木桶理论,一个木桶能够装多少水,是由它最短的那一块板决定的,而非最长的。
而目前,在关键半导体设备中,我们的光刻机仍然是最薄弱的环节。
今年的9月9日,工信部官宣了最新的国产光刻机——氟化氩(ArF)光刻机。核心技术指标为:光源193nm,分辨率≤65nm,套刻≤8nm。
虽然技术上有了很大进步,但从性能指标上看差不多是浸润式的前一代,也就是干式技术,相当于ASML 20年的设备水平。
尽管听起来令人沮丧,但是这的确事实,不过这已经非常厉害了,这是我们自主研发,没有采用还是技术的条件下搞出来的,这在全球是“独一份”。
在二级市场上,ASML股价单日暴跌16.26%,两天跌去了20%的公司市值。
资本市场的反应是最灵敏的,投资者已经开始担忧中国光刻机的发展了,但是这只是一个开始,世界半导体产业格局性改变已经来了。
光刻机这东西说神秘,那是真神秘,号称单个国家无法攻克的技术,但是一旦攻克了,你会发现这玩意也就那么回事。
ASML只有光刻机这一个单一业务,如果遇到竞争对手,那基本没戏了。
光刻机技术攻克了,什么刻蚀机、离子注入机、 薄膜沉积设备也是手到擒来,毕竟这些设备更简单一些。
有了设备,中芯国际的制造工艺会迅速迭代至5nm、3nm,到时候冲击的不仅仅是台积电了,而是所有海外芯片企业,包括英伟达、高通。
所以,从另一个角度看台积电的“断供”,可能会极大的刺激中国芯片崛起,中芯国际也会再次腾飞,您说呢?
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