芯片工藝已經(jīng)是頭部大廠的競爭對(duì)象，先進(jìn)制程的每一次變化都牽動(dòng)全球同業(yè)側(cè)目。無論是出于何種目的，搶先推出產(chǎn)品已經(jīng)是彰顯大廠地位的主要方式。但是，近年來隨著半導(dǎo)體技術(shù)逐漸逼近物理極限，大廠已經(jīng)越來越難按時(shí)推出自己的芯片，原因眾多莫衷一是，但旁觀者和客戶都抱有一種等不及的心態(tài)，已經(jīng)成為巨大壓力來源。或許，當(dāng)我們不再追趕著超前的進(jìn)度而穩(wěn)重進(jìn)行，情況或許會(huì)好些。
進(jìn)入20nm節(jié)點(diǎn)之后，內(nèi)存芯片也陷入了無法走下產(chǎn)線的窘迫境況，三星是內(nèi)存綜合占比最多的公司，但是現(xiàn)在，其在新一代內(nèi)存研發(fā)上也面臨困難。
4月14日，三星已經(jīng)中斷了12－13nm工藝級(jí)別內(nèi)存研發(fā)，這表明三星13nm級(jí)別的內(nèi)存被間接承認(rèn)失敗。
雖然三星在量產(chǎn)12－13nm的工藝上宣告失敗，但是目前來看三星在DRAM工藝上仍然是最先進(jìn)的，2020年其率先研發(fā)成功1z工藝內(nèi)存，可以用于15nm制程產(chǎn)線，2021年三星宣告研發(fā)成功1a 14nm工藝內(nèi)存，還首次使用了EUV光刻工藝。
再就到了現(xiàn)在在研究的1b工藝，大概是12－13nm級(jí)別，三星去年宣布成立專門的研發(fā)團(tuán)隊(duì)攻克1b工藝內(nèi)存，但是現(xiàn)在的失敗或大傷其元?dú)狻?/p>
先進(jìn)制程研發(fā)的難度已經(jīng)成為世界難題，三星為了突破1nm工藝用了2年，但是現(xiàn)在內(nèi)存芯片卻以失敗告終，無法按時(shí)復(fù)產(chǎn)。
而在邏輯芯片上，三星在3nm GAA芯片上花費(fèi)了大量的宣傳，但供應(yīng)鏈消息稱，“情況看起來越來越嚴(yán)峻，對(duì)于商業(yè)代工合作伙伴來說，3nm節(jié)點(diǎn)現(xiàn)在看起來像是推遲到 2024年。”
三星的流片是與Synopsys合作完成，Synopsys的Fusion Design Platform 加速準(zhǔn)備以有效實(shí)現(xiàn) 3nm 工藝，性能提高35％，能耗降低50％。未來將用于高性能計(jì)算 （HPC）、5G、移動(dòng)和高級(jí)人工智能領(lǐng)域，客戶可能包括蘋果、高通等。如果三星的商業(yè)代工合作伙伴在需求上不及預(yù)期，或者“搶單失敗”，3nm GAA芯片的量產(chǎn)也是有可能延期。另一方面，半導(dǎo)體行業(yè)深陷“漲價(jià)潮”中，原材料上漲，芯片生產(chǎn)進(jìn)度也會(huì)受到影響。如果三星無法在2022年順利量產(chǎn)3nm GAA芯片，那么與臺(tái)積電的距離又遠(yuǎn)了一步。
就在三星失敗傳聞一天之后，臺(tái)積電召開年度財(cái)報(bào)發(fā)布會(huì)，臺(tái)積電CEO魏哲家在財(cái)報(bào)發(fā)布會(huì)上證實(shí)，公司將在今年下半年開始量產(chǎn)基于3nm 節(jié)點(diǎn)工藝N2的處理器，有望在 2025 年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
在發(fā)布會(huì)上，魏哲家重申臺(tái)積電最新的 N3 工藝將能夠提供比前代產(chǎn)品更高的能效和對(duì)更高計(jì)算性能的支持。與 N5（5nm）和 N7（7nm）相比，臺(tái)積電預(yù)估第一年 N3 的新流片會(huì)更多。行業(yè)人士表示，一旦N3量產(chǎn)，預(yù)計(jì)臺(tái)積電每月將向其客戶生產(chǎn)30000片和35000片N3芯片晶圓。
臺(tái)積電的喜訊極大提振了自身，同時(shí)給對(duì)手重重一擊，它昭示了臺(tái)積電在制造上不可超越的地位。從N5向N3不是單一的光刻尺寸的縮小，涉及器件架構(gòu)、互連金屬等，出現(xiàn)工藝延遲正常，要摸索工藝，需要通過更多的硅片生產(chǎn)來積累經(jīng)驗(yàn)。臺(tái)積電繼續(xù)在3nm節(jié)點(diǎn)選擇FinFET工藝，則是考慮到可以繼續(xù)挖掘現(xiàn)有工藝的優(yōu)勢，在三星之前實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。有業(yè)內(nèi)人士就指出，臺(tái)積電在GAA架構(gòu)的開發(fā)上落后三星12至18個(gè)月，因而積極推進(jìn)的3nm FinFET策略可以彌補(bǔ)這一劣勢。
實(shí)際上，今年年初，臺(tái)積電也被爆出3nm出現(xiàn)問題，今年下半年才可以流片，會(huì)比計(jì)劃中晚半年左右，而現(xiàn)在臺(tái)積電方面的證實(shí)或許澄清了謠言，不過事實(shí)與否，到下半年自會(huì)見到分曉。
“按期交付”奢侈化
今年2月，英特爾CEO Pat Gelsinger確認(rèn)，公司代號(hào)為Granite Rapids的服務(wù)器芯片將從2023年推遲至2024年發(fā)布。
英特爾曾公開表示Sapphire Rapids將在2021年發(fā)貨，而2021年3月宣布推遲到2021年年底。
隨后英特爾表示，由于需要更多時(shí)間進(jìn)行驗(yàn)證Sapphire Rapids至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器芯片將延期至2022年第一季度開始投產(chǎn)，到第二季度產(chǎn)能會(huì)有所增加。但現(xiàn)在來看，最新的消息是今年第三季度才會(huì)推出。
這已經(jīng)是英特爾第三次延遲Sapphire Rapids的量產(chǎn)時(shí)間。
對(duì)于英特爾而言，在全球數(shù)據(jù)中心芯片領(lǐng)域，英特爾曾占有99％的份額，可以說計(jì)算機(jī)服務(wù)器業(yè)務(wù)是英特爾的最強(qiáng)業(yè)務(wù)，多次延遲10nm服務(wù)器芯片的發(fā)布可能會(huì)對(duì)英特爾的競爭力產(chǎn)生不利影響。
除了消息纏身的英特爾，三星在芯片量產(chǎn)也不斷有新消息，三星3nm GAA芯片已經(jīng)成功流片，將在2022年實(shí)現(xiàn)規(guī)模化量產(chǎn)。不過有媒體透露，這個(gè)量產(chǎn)時(shí)間預(yù)計(jì)或推遲到2024年。
不光半導(dǎo)體老炮后發(fā)無力，新來的和尚也不好念經(jīng)。Meta在2021年組建了一個(gè)團(tuán)隊(duì)，計(jì)劃自研芯片，代號(hào)“Brasilia”，計(jì)劃首先應(yīng)用于第二代Rayban智能眼鏡中，取代高通芯片。據(jù)悉，Meta自研芯片的計(jì)劃此前完全沒有意外，按照Meta產(chǎn)品規(guī)劃，自研操作系統(tǒng)、自研芯片完全是與其體量相對(duì)應(yīng)的必要路徑。
考慮到目前Meta Quest 2出貨超過1000萬臺(tái)，達(dá)到一定數(shù)量級(jí)，自研芯片將有助于把控自己的產(chǎn)品節(jié)奏。畢竟芯片對(duì)產(chǎn)品性能、以及至于對(duì)應(yīng)的功能、散熱、電池續(xù)航、尺寸和體積等至關(guān)重要，自研芯片將對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)有進(jìn)一步的話語權(quán)，這是毋庸置疑的。但根據(jù)消息，目前自研芯片遇阻，Meta AR業(yè)務(wù)主管Alex Himel計(jì)劃推遲第二代Rayban產(chǎn)品發(fā)布日期（預(yù)計(jì)明年推出），同時(shí)依舊采用高通芯片。
供應(yīng)鏈、價(jià)格波動(dòng)都是壓倒駱駝的稻草
去年，美方曾要求臺(tái)積電、三星等芯片制造巨頭向其提供核心數(shù)據(jù)。
后來，美國對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，其表示出現(xiàn)芯片供應(yīng)緊張主要還是因?yàn)楦鞔笮酒圃炱髽I(yè)的產(chǎn)能不足。
在此之后，因?yàn)闉蹩颂m問題等原因，全球氖氣的供應(yīng)出現(xiàn)問題。烏克蘭是這種特種氣體的重要出口國，因此氖氣價(jià)格暴漲，甚至翻了17倍。
緊接著，到了4月荷蘭ASML CEO警告稱，芯片制造商面臨的短缺可能還要持續(xù)兩年。阿斯麥的零部件短缺則會(huì)順著供應(yīng)鏈流轉(zhuǎn)，馬上影響到英特爾、臺(tái)積電、三星等芯片巨頭們興建的新廠，而這些工廠大部分最快要明年才能投產(chǎn)。
而除了供應(yīng)鏈問題外，價(jià)格的波動(dòng)、成本升高之下，工廠也會(huì)節(jié)衣縮食，這非常可能致使tier 2的半導(dǎo)體公司縮減開支，不得已延后交付。
4月11日，DRAM大廠南亞科技表示，其價(jià)值 103 億美元的存儲(chǔ)芯片工廠的建設(shè)將推遲六個(gè)多月，生產(chǎn)最早也要到 2025 年才能開始。這一最新跡象表明，材料、設(shè)備和建筑工人的短缺正在拖累芯片制造商的擴(kuò)張計(jì)劃，南亞科技受到了比預(yù)期更長的環(huán)境和其他監(jiān)管審查的沖擊。
南亞科技是世界第四大 DRAM 芯片制造商，僅次于三星、SK 海力士和美光科技。其高管表示，監(jiān)管和環(huán)境評(píng)估的時(shí)間比公司預(yù)期的要長兩到三個(gè)季度，此外還有其他因素，比如材料、零部件和建筑工人的短缺。還有，對(duì)智能手機(jī)和 PC 的需求開始放緩，電視機(jī)的需求也在放緩以及季節(jié)性原因都已經(jīng)疊加。“目前是一些消費(fèi)電子產(chǎn)品的淡季。烏克蘭問題使通脹擔(dān)憂更加嚴(yán)重，這已經(jīng)開始打擊消費(fèi)者支出。另一方面，目前中國大陸的封城主要影響制造業(yè)和物流。”南亞科技打出警告表示未來的需求和供應(yīng)都存在“重大的不確定性”。
南亞科技DRAM的平均售價(jià)將繼續(xù)小幅下滑，DRAM 是電子產(chǎn)品需求的重要晴雨表，其價(jià)格從 2021 年第四季度末開始下跌，通貨膨脹開始成為經(jīng)濟(jì)前景的擔(dān)憂。
目前，全球芯片制造商和芯片設(shè)備制造商正面臨前所未有的零部件短缺問題。有余糧才好過冬，情況持續(xù)嚴(yán)峻。
中國大陸在全球半導(dǎo)體鏈條中越來越重要。今年開始，疫情在中國大陸反反復(fù)復(fù)，疫情下芯片產(chǎn)業(yè)鏈眾生都成疲態(tài)。交通和人員管制對(duì)IC設(shè)計(jì)、制造、封測都造成了非常普遍的影響。IC設(shè)計(jì)的部分，盡管設(shè)計(jì)的部分對(duì)線下溝通不是剛需，但涉及生產(chǎn)操作的環(huán)節(jié)幾乎停滯，無法順利流片和拿到晶圓，無法給工廠測試和封裝，成品更是遙遙無期，貨物堆積港口，司機(jī)居家隔離，上下游的現(xiàn)狀則更令人擔(dān)憂，延期相比之下已經(jīng)不是大事了。
放眼全球，延期已經(jīng)成為半導(dǎo)體大廠的“心魔”，為了對(duì)抗心魔，許多公司遍地尋找供應(yīng)商，英特爾CEO去年上任以來已經(jīng)兩次前往臺(tái)積電會(huì)見臺(tái)積電的高管們，就是為了給英特爾保障自身產(chǎn)能。半導(dǎo)體的競賽正在白熱化，這不僅僅發(fā)生在國家之間，也發(fā)生在公司之間。
欲速則不達(dá)，創(chuàng)業(yè)不易，半導(dǎo)體更是如此，那我們是否應(yīng)該可以多一些的耐心呢？
