瘋狂漲價(jià)的2nm芯片：一場(chǎng)少數人的內卷游戲

成本之下，多少芯片公司選擇跟進(jìn)？

近日，荷蘭光刻機巨頭ASML宣布，正向英特爾交付一臺最新型高數值孔徑（High NA）極紫外光刻機 。

據ASML社交媒體公布的信息，一個(gè)印有ASML公司 LOGO的集裝箱，將從荷蘭埃因霍溫發(fā)往英特爾的俄勒岡州晶圓廠(chǎng)進(jìn)行組裝。

這僅僅是這款光刻機的一部分——整個(gè)光刻機需要13個(gè)貨柜、250個(gè)板條箱進(jìn)行運輸，組裝起來(lái)大概有一輛卡車(chē)那么龐大。

除了體積大以外，這種光刻機的成本更是驚人，每臺的成本超過(guò)了3億歐元，是目前主流EUV光刻機的兩倍之多。

但貴也有貴的道理，這是目前唯一能生產(chǎn)2nm芯片的光刻機。

而英特爾更是希望直接用這款設備生產(chǎn)Intel 18A 制程（1.8nm），目的是讓競爭對手在2年內追不上自己。

另一方面，芯片制造商們的競爭，同時(shí)也是在考驗著(zhù)客戶(hù)們的實(shí)力。

一場(chǎng)屬于三巨頭的內卷

自從2021年IBM發(fā)布全球首個(gè)2nm工藝后，各大晶圓代工廠(chǎng)便加速了2nm制程相關(guān)技術(shù)的研發(fā)。

這當中，不僅有臺積電、三星這樣的巨頭，甚至吸引了8家老牌日企，他們共同組建了一家名為Rapidus的新企業(yè)，希望以“2nm”重振日本半導體。

提前布局新技術(shù)在芯片制造這一環(huán)節并不奇怪，包括目前最先進(jìn)的3nm，早在多年前就已經(jīng)實(shí)現量產(chǎn)。

但從各家巨頭的財報分析可以看出來(lái)，2nm節點(diǎn)背后包含的意義更多。

有業(yè)內專(zhuān)家表示，2nm或許是硅芯片的“最后一戰”。在往后推進(jìn)，石墨烯很有可能作為一種新材料取代硅晶體管。

因此在研發(fā)2nm時(shí)，芯片制造商們推出了諸多與埃米制程有關(guān)的新工藝，目前就是在摩爾定律終結前，趕緊建立起技術(shù)優(yōu)勢。而這當中，臺積電的優(yōu)勢最大。

可誰(shuí)知，光刻機巨頭ASML非常給力，靠著(zhù)EUV光刻機硬是給摩爾定律續命多年，到了如今的2nm的節點(diǎn)，ASML的光刻機依然發(fā)揮著(zhù)作用。

據報道，ASML最新型號的High-NA EUV光刻機可以將聚光能力從0.33提高至0.55，解析度也從13nm提高8nm，能夠獲得更精細的曝光圖案。不僅可以用于2nm節點(diǎn)，再往下的節點(diǎn)同樣適用。

這就意味著(zhù)，作為目前芯片制造最核心的部件，誰(shuí)掌握了最新款的光刻機，誰(shuí)就有機會(huì )搶占這個(gè)關(guān)鍵節點(diǎn)。

在2024年，ASML只計劃生產(chǎn)10臺新款光刻機，其中6臺已經(jīng)英特爾提前鎖定，剩下的幾臺被三星與臺積電瓜分。

那么除了三巨頭以外，包括SK 海力士和美光等芯片制造商，只能排隊到2025年，而這剛好是三巨頭量產(chǎn)2nm的時(shí)間點(diǎn)。

三巨頭內卷，客戶(hù)“遭罪”

這邊是三巨頭們在2nm上內卷。而另一邊，大客戶(hù)們還在為3nm芯片犯愁。

按照蘋(píng)果給出的數據，采用臺積電3nm工藝的A17 Pro，晶體管數量為190億，比前代A16增加了近20%，但CPU性能卻只提升了約10%左右。

唯一的亮點(diǎn)是GPU性能，在增加一顆核心數后，峰值性能提升了20%。不過(guò)代價(jià)是的峰值功率達到了驚人的14W，被不少人吐槽有“發(fā)燒問(wèn)題”。

除了性能提升小外，3nm的良率也并不樂(lè )觀(guān)。

有業(yè)內行業(yè)分析稱(chēng)，臺積電、三星的 3nm 工藝良率目前都在50%左右，直到明年高通等大客戶(hù)大批量出貨后，3nm芯片的良率才會(huì )爬升到70%左右。

作為先進(jìn)制程，由于工藝難度和材料限制，良率低很正常。但按照慣例，代工廠(chǎng)并不承擔不良芯片的成本，這部分還是由客戶(hù)自行承擔。

而良率越低的情況下，成本就會(huì )越高。

據DigiTimes一份報告顯示，臺積電3nm晶圓的成本大約為2萬(wàn)美元。隨后又有多家媒體報道稱(chēng)，每塊晶圓的成本可能會(huì )上升到2.5萬(wàn)美元。

這其中除了代工方前期投入的設備、技術(shù)等成本以外，廢片的成品也被包含在內——作為最早采用3nm工藝的芯片公司，蘋(píng)果已經(jīng)承擔了高昂的前期成本。

而真正到了2nm節點(diǎn)開(kāi)始量產(chǎn)后，成本的增長(cháng)更是驚人。

研究機構IBS分析師在接受日經(jīng)采訪(fǎng)時(shí)直言，與3nm處理器相比，2nm的成本增長(cháng)約50%，這就意味著(zhù)屆時(shí)2nm芯片每片晶圓的價(jià)格將達到3萬(wàn)美元。

除了開(kāi)頭提到的ASML新款光刻機以外，新工廠(chǎng)的建設成本、芯片設計成本都會(huì )算到其中。

可即便成本越來(lái)越高，芯片公司們還得擠破頭搶占代工廠(chǎng)的訂單，畢竟能代工先進(jìn)制程的制造商，目前僅剩下臺積電、三星、英特爾這三家。

一旦出現供不應求的情況，最后受傷的還是這些大客戶(hù)。

AI芯片會(huì )有影響嗎？

比起手機芯片，AI芯片對于先進(jìn)制程的要求并不是那么高。

這主要是因為兩者對于芯片的要求不同，AI芯片更加強調芯片之間的通信問(wèn)題，算力不足往往是芯片通信效率背鍋。

而GPU因為其高性能、高并行度、高吞吐量和低延遲等特點(diǎn)，非常適合用作AI芯片。

靠著(zhù)在GPU領(lǐng)域的布局，英偉達建立了非常高的壁壘。在與臺積電綁定產(chǎn)能后，這個(gè)壁壘的門(mén)檻將越來(lái)越高。

目前來(lái)說(shuō)，想為英偉達找到一個(gè)可行的競爭對手已經(jīng)是一件非常困難的事情。

在前有AMD、后有亞馬遜、OpenAI、甚至微軟的情況下，英偉達在2023年牢牢掌握了AI芯片的霸主地位，并且可能持續很久。

在這種情況下，英偉達完全不需要冒險投入最新工藝制造AI產(chǎn)品，這樣就可以避免承擔早期高昂的芯片成本。

至于其競爭對手，是否選擇承擔2nm工藝高成本的影響？

只能說(shuō)，這是一場(chǎng)少數人的游戲。

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