2023年,3納米芯片已經(jīng)全面量產(chǎn),不出意外的話,今年9月份蘋果的iPhone15就將搭載3納米的芯片,同時高通、聯(lián)發(fā)科,三星等廠商也即將推出3納米的手機芯片。 而當(dāng)手機芯片進入到3納米之后,接著像GPU、CPU、AI芯片等,也會進入3nm時代。 按照摩爾定律,以及芯片發(fā)展的規(guī)律,3納米芯片之后就是2納米,2納米之后就是1.4納米,1.4納米之后可能就是1nm。 至于1nm之后呢,就誰也不清楚了,因為摩爾定律的物理極限大約在 1nm 左右,再往下就要面臨嚴(yán)重的量子隧穿難題,導(dǎo)致晶體管失效,達(dá)到1nm之后,可能就得換材料,比如碳基芯片等等了,不過這暫時還離我們比較遠(yuǎn)。 目前芯片廠商們,還在想著2nm、1.4nm芯片呢,之前IMEC 歐洲微電子中心公布的路線圖顯示,要實現(xiàn)1nm,可能得到2030年之后去了。 所以真正實現(xiàn)1nm芯片的全面量產(chǎn),可能得得10年、8年的,早的很。 而隨著芯片工藝的不斷前進,基于目前的制造技術(shù),EUV光刻機也得不斷的升級前進,所以ASML也在不斷的研究更先進的光刻機。 按照ASML的說法,目前的3nm芯片,還可以使用現(xiàn)在的TWINSCAN NXE:3600D光刻機來制造,但一旦進入到2nm之后,就得升級EUV光刻機。 而這種用于制造2nm芯片的光刻機型號叫做TWINSCAN NXE:5000系列,與上一代的NXE 3600D相比,其數(shù)值孔徑從0.35NA,提升至0.55NA,全面量產(chǎn)要到2025年去了。 別小看了這個數(shù)值的提升,蔡司為此采用了變形鏡片的設(shè)計,X軸方向4倍放大,而Y軸方向8倍放大,這樣就可以將0.55NA下的反射角同樣做到6度左右。 同時還改變了光罩的設(shè)備,且所有的鏡片、工作臺等全部重新設(shè)計、制造,才能夠滿足0.55NA的需求。 ASML且示,這種0.55NA數(shù)值孔徑的EUV光刻機,應(yīng)該能夠支撐至至少1.4nm的芯片制造,至于1nm的芯片,還無法確定。 但就算這樣的一臺EUV光刻機,其對外售價可能會從現(xiàn)在的 1.5 億美元提升到 4 億美元以上(約30億人民幣),甚至最終價格可能還要漲。 說實話,這么貴的光刻機,臺積電其實也不想要,因為成本太高了,這些成本最終都會疊加到晶圓制造成本上來,導(dǎo)致成本上升。 而能夠使用這種技術(shù)的芯片廠商并不多,也就是蘋果、AMD、高通、nvidia等幾家,所以臺積電其實沒太多把握,在使用如此昂貴的設(shè)備的情況下,還能保持高毛利率。 近日,根據(jù)臺積電二季度的業(yè)績報表,就可以看出來,雖然臺積電工藝進步,但毛利率在不斷的降低,2季度臺積電毛利率降至54.1%,而一季度為56.3%,去年四季度為62.2%,在逐季下降。 這就已經(jīng)說明問題了,那就是先進工藝的成本太高,臺積電都控制不住成本了,其實臺積電也不想這樣的設(shè)備,但又不得不要。 |
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