当飙升的成本与不相称的性能提升遇到消费低迷期,先进制程芯片似乎正步入尴尬期,这也使得芯片代工厂与客户之间的博弈,变得愈发激烈。
如此现实,带来的问题是:先进制程工艺芯片发展又将何去何从?
芯片行业的成本分布
建厂成本。晶圆厂的建设成本高昂,而制程的缩小也意味着建厂所需要的投入不断增加。以台积电为例,28nm工艺的建厂费用为60亿美元,7nm工艺建厂成本为120多亿美元,到5nm时,这一数字更是增长至160亿美元。
日前,三星电子在宣布,他们采用全环绕栅极晶体管架构的 3nm 制程工艺,已在当日开始初步生产芯片,先于台积电采用 3nm 工艺代工晶圆。
此前IBM宣布2nm芯片研制成功,虽然制程比较先进,最小元件比NDA单链还要小,指甲盖大小的芯片可以容纳500亿根晶体管,可以在不同的场景中提升计算速度。但目前尚无法实现量产。IBM走的是芯片设计路线,未来可能会把芯片代工订单交给三星或者台积电。本次三星3nm工艺实现量产,将推动芯片行业进一步发展。
芯片的成本远不止于此。越来越小的芯片制程对设备的精度要求也越来越高,高精度设备的价格不菲,目前实现10nm及以下制程必需的EUV光刻机售价在1.2亿美元,此外先进制程的芯片需要投入大量的研发资金,这也使得芯片行业的入门门槛变高,将大部分企业拒之门外。
芯片代工厂与客户之间的博弈,变得更为激烈
如此现实,也使得先进制程工艺在当下显得颇为尴尬。
但于先进芯片制程工艺而言,更无奈的现实在于:厂商需要用拥有先进制程芯片的产品,作为卖点来刺激低迷的终端消费市场;芯片代工厂也需要持续投入、推进先进制程芯片向前发展,进入3nm、2nm乃至更高制程阶段;消费者也希望拥有最新技术的产品,但却不愿意承担与之相伴的涨价,特别是在当下这种经济低迷期。
所以我们看到,即使今年苹果A16处理器成本飙升2.4倍,但苹果在Pro系列产品上,还是选择将这部分成本自我吸收,未提高Pro产品起售价。
但要厂商长期自我吸收成本压力,降低利润率,显然厂商并不会乐意,更何况,面对接下来愈发先进的制程工艺,其成本还会进一步上涨。
这也让当下先进制程工艺出现了未曾有过的三角矛盾——即愈发先进的制程工艺必然会带来更为高昂的成本,但对上涨的成本,芯片代工厂、厂商与消费者,三方均不愿意过多的承担。
这从两条有关台积电先进芯片制程工艺动态信息,便可见端倪。
一是业内人士“手机芯片达人”爆料称“tsmc 内部决定放弃N3工艺,因为客户都不用,转2023 下半年量产降本的N3E 工艺, N3 成本高,design的window 又很critical .连Apple 都放弃N3 工艺。”
二是自2021年宣布提价20%之后,日前台积电对苹果、英伟达、高通等客户提出了新一轮的涨价要求——从2023年1月1日起,台积电计划将8英寸芯片晶圆的价格涨价6%,将12 英寸晶圆的价格将提高 3% 至 5%。
如此种种,都指向了先进制程工艺在当下所面临的巨大成本困境。
而这种困境,带来的直接后果是让芯片代工厂与客户之间的博弈变得更为激烈。
面对台积电新一轮的涨价要求,据业内人士“手机芯片达人”爆料称:“苹果正式拒绝tsmc 2023 涨价要求,苹果比tsmc更强势”,但来自《经济日报》的信息又称苹果已同意承担成本。
所以这也让台积电与苹果之间的博弈结果变得颇为扑朔迷离,但当这种博弈来到明面上,无论此轮博弈谁胜谁负,对于苹果这种习惯于对供应链强把控、难以接受供应链钳制的厂商而言,可能都不是其乐于见到的。
这从苹果此前在整机制造、OLED显示屏幕等方面扶持新势力制衡老势力一家独大的举措中,便可见一斑。
在此,或许一场究竟是制程工艺为王,还是订单为王的争斗,已然逐步打响。
但这种争斗,显然也打破了原本相互成全、多方共赢的商业模式,于其中各方,事实上都是不利的存在,但在成本、利润、话语权等多方考量争夺下,这恐怕又是厂商们的必然选择。
先进制程工艺又将何去何从?
更强性能、更低功耗虽然是我们对芯片的永恒追求,但随着芯片制程工艺跨过7nm这道分水岭之后,其性能提升愈发与成本提升不相匹配——特别是在消费电子产业正不可避免的进入衰退期,面对先进制程工艺这头吞金巨兽,芯片代工厂、厂商与消费者均不愿过多分担的现实下,这也使得更先进工艺将何去何从,变成了一个迫切需要回答的问题。
毕竟,当前采用5nm、4nm制程工艺的芯片,在性能与功耗表现上已经非常优秀,其已能够完全满足消费者产品日常使用。那么在此现实下,厂商是否还有持续的动力去采用更高成本的先进制程工艺芯片,特别是在消费不振的现实下?
在此,我们或许唯一能期待的是:厂商们能够尽快研发出新一代需要更高制程工艺支撑且被市场广泛接受的全新终端设备,或许唯有此,才能刺激先进制程芯片持续向前发展。
但这类设备和需求在哪里?遗憾的是,目前我们都还未见到端倪。
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