随着科技的不断进步,全球半导体行业正步入一个全新的发展阶段。今年,全球三大顶级晶圆制造商——台积电、三星以及英特尔,均计划在2纳米(nm)工艺技术上取得突破。
台积电预计,到今年年底将具备5万片2nm晶圆的产能。与此同时,三星也宣布,其下一代旗舰芯片Exynos2600将采用2nm工艺。英特尔也不甘落后,表示将在其旗舰产品中引入18A工艺,即2nm级别。
然而,对于未来的半导体工艺发展路径,业界出现了分歧。台积电明确表示将继续探索2nm以下的工艺,而三星则计划暂停2027年推出的1.4nm工艺。至于英特尔,由于最近更换了CEO陈立武,其未来计划尚不明朗。
值得注意的是,高级半导体制造设备供应商ASML持有乐观态度,认为摩尔定律仍然有效,并预测未来工艺将持续发展至2039年,甚至达到0.2nm的惊人水平。
然而,尽管摩尔定律持续有效,但业界普遍认为,当工艺达到3nm时,继续推进的性价比已经不高。2nm工艺同样面临这样的质疑,业界开始探讨其他可能的发展方向,如光电芯片和碳基芯片等。
这些新兴技术被认为可能取代传统的硅基芯片和光刻技术,因为它们能够提供更高的性价比。目前,设计一颗3nm芯片的成本高达5亿美元,而建设一条3nm生产线则需要超过150亿美元的投资。
与5nm芯片相比,3nm芯片的性能提升不到20%,但成本却增加了30%-40%。而2nm芯片相较于3nm,性能提升也仅在10%-15%之间,成本再次攀升30%-40%。这意味着,从5nm到2nm,性能提升约30%,但成本却翻倍。
事实上,目前真正需要3nm工艺的应用并不多,主要集中在手机SoC、AI芯片和CPU等领域。然而,由于台积电等企业已经掌握了3nm工艺,这些芯片制造商不得不跟进,以免在市场竞争中落后。尽管他们深知性价比不高,但为了保持竞争力,还是选择了使用3nm工艺。
这种局面导致了一种尴尬的现象:尽管这些芯片在性能上未必有显著提升,但成本却大幅增加。许多企业被迫在性价比不高的技术路径上前进,这在一定程度上是受到了晶圆制造商的“裹挟”。