采用先进制程技术生产芯片需要越来越复杂的半导体制造设备,且每个新制程节点成本都在攀升,幅度相当大。日经亚洲评论报道,分析认为2纳米比3纳米成本抬升,每片芯片价格将上涨高达50%。
建造一座月产量5万片晶圆的2纳米晶圆厂成本约280亿美元,同样产能3纳米晶圆厂成本约200亿美元,成本提高来自EUV光刻机增加,2纳米比起3纳米需更精细制程,要保持生产速度,不可避免会用到更多先进制程设备,影响需先进制程芯片的客户,如苹果,是唯一采台积电最新N3B 制程量产芯片的公司。
据估算,台积电量产N2制程每片12寸晶圆成本约3万美元,N3B制程同规格晶圆成本约2万美元,成本增加50%,且会转嫁到消费者身上。业界认为,苹果2纳米芯片成本将从3纳米50美元提高到85美元。
晶圆成本狂涨
现在芯片有点两极分化,一部分成熟芯片成本不停下降,像国产的成熟工艺芯片经常都能依靠低价将海外的成熟芯片的市场蚕食;而另一方面先进芯片不断进化,但随着工艺的提升成本也越来越高,越先进的芯片价格越贵。台积电每代芯片制程工艺的进化,都带来了巨大的成本提升。而未来2nm芯片的成本将比3nm再涨50%,这势必会拉高终端产品的价格,而最终这部分的成本都会让消费者来买单消化。
根据目前的计算,建造一座月产量在5万片晶圆的2nm工厂需要的成本大概为280亿美元(约合人民币1998.44亿元),而同样产能的3nm工厂的成本约为200亿美元(约合人民币1427.46亿元),成本的提高主要来自于EUV光刻工具数量的增加。考虑到2nm工艺需要ASML的High-NA EUV光刻机,单一款就需要3亿美元,所以要达到类似的3nm的量产能力,那整个成本仅仅在设备上就要提升很多。
另一方面,从技术而言,2nm比起3nm需要更为精细的制造工艺,如果要同时保持生产速度,很显然2nm会用到更多尖端制造技术,除了光刻机,包括其他设备也都得更新。这不但需要时间,价格部分也很让人头疼,所以台积电在3nm的芯片工艺,就没有太多的客户,一些需要需要先进工艺制造芯片的客户,有的会因为价格而退缩,有的则因为产能问题暂不考虑。像台积电的3nm工艺,目前也只有苹果独家使用,其他公司即使有需求也希望台积电能降价或者等产能上去了再说。
有分析机构做了估算,预计台积电量产下一代N2工艺时,每片300mm晶圆的成本约为3万美元,而基于N3B工艺的同规格晶圆的成本约为2万美元,也就是成本增加了50%。按照这样来算,芯片的成本增加,最终终端产品的价格肯定也得上涨,而这部分成本会分摊到每个消费者购买的产品上。分析机构认为,苹果2nm芯片的成本将从现在3nm芯片的50美元提高到85美元。
当然由于台积电的2nm要等到2025年下半年才量产,所以具体涨价多少,还要看那个时候的情况,而且良率和产能也会影响到芯片的价格。从这部分而言,我们倒可以看看Intel的18A芯片工艺,这个芯片工艺将会采用ASML最新一代EUV光刻机量产,号称性能要强于台积电的2nm,同时量产时间还早于台积电,所以更具有参考性。
但不管怎样,越先进的芯片越贵,这是毫无疑问的,所以每代先进芯片,实际上也就那么一两家公司用。3nm到现在还只有苹果使用,估计明年才会有更多一些客户;2nm估计也是如此。实际上芯片设计厂商也需要考量,自己到底有没有必要采用这么先进的工艺,比如NVIDIA和AMD,目前都还是5nm的工艺,估计明后年能用到3nm就不错了,哪怕有2nm的芯片,也不会轻易用上。
对半导体行业的影响
那么,这一变化会带来哪些影响呢?
首先,芯片成本的上升将对消费者产生直接影响。随着制造成本的增加,芯片制造商将不得不将这些额外成本转嫁给需求的厂家,而厂家又转嫁给消费者。这意味着电子消费品的价格可能会上涨,消费者可能需要为新一代产品支付更高的价格。
当然,对于制造商而言,他们将面临着巨大的挑战。
一方面,他们需要不断追求技术进步,以生产更小、更快、更高效的芯片;另一方面,他们必须控制成本,以确保产品的价格具有竞争力。然而,随着工艺尺寸的缩小,制造成本急剧增加,这使得制造商在技术进步和成本控制之间面临两难境地。
此外,芯片成本的上升也可能对整个电子消费行业产生深远影响。如果芯片制造商无法控制成本,可能会导致产品的价格上涨,从而影响消费者的购买意愿。这将可能对电子消费品的销售产生负面影响,甚至可能导致行业格局发生变化。
对于那些致力于追求高性能和高技术领先地位的制造商来说,2nm芯片可能仍然是必要的。然而,他们必须权衡性能和成本之间的关系,以确保产品既有竞争力又能带来可观的利润。
而对于那些更加关注成本控制和产品性价比的制造商来说,他们可能会选择避免使用过于先进的工艺,以保持成本效益。
那么,面对如此高昂的制造成本,各厂家是否还会使用2nm芯片呢?这是一个值得深入探讨的问题。
一方面,2nm芯片具有显著的性能优势,能够为产品带来更好的性能和功能;另一方面,高昂的制造成本可能会使得产品定价过高,影响市场需求。因此,制造商在决定是否采用2nm芯片时需要充分考虑市场情况和产品定位。
事实上,除了制造成本外,还有其他因素可能会影响各厂家是否采用2nm芯片。例如,市场需求和竞争态势是决定产品战略的重要因素。如果预计市场对高性能产品的需求旺盛,且竞争对手已经采用2nm工艺,那么厂商可能会选择跟进以保持竞争优势。
此外,技术研发和创新也是影响决策的关键因素。如果制造商拥有强大的研发实力,并能够通过技术创新降低制造成本或提高产量,那么,他们可能会更倾向于采用并推广2nm工艺。
总之,2nm比3nm增加50%的成本给整个行业带来了挑战和机遇。对于制造商来说,他们需要在技术进步和成本控制之间找到平衡点,以确保产品的竞争力和市场需求。
同时,这也促使行业进行创新和变革,以适应不断变化的市场环境和消费者需求。对于消费者而言,我们则更加关注产品性能、价格和性价比等方面的因素,以便做出明智的购买决策。