就目前而言,能夠量產(chǎn)的最先進(jìn)制程芯片是5nm,至于4nm、3nm制程的芯片,臺積電和三星都在積極突破。其中,三星已經(jīng)發(fā)布了全球首款3nm儲存類芯片,預(yù)計(jì)在2022年量產(chǎn)3nm制程的芯片。臺積電則計(jì)劃在今年下半年試產(chǎn)4nm、3nm制程的芯片,并將在2022年進(jìn)行規(guī)模量產(chǎn)。
在2nm芯片方面,IBM已經(jīng)發(fā)布了全球首個制造技術(shù),但I(xiàn)BM自身并不制造芯片,而與三星、英特爾等合作制造。
臺積電方面也已經(jīng)透露,2nm芯片進(jìn)展超出了預(yù)期,將會采用全新的GAA工藝,并且,在2020年底,臺積電就開始著手建設(shè)第一座2nm芯片工廠。但沒有想到的是,臺積電2nm芯片工廠兩次遞交申請,均遭到了環(huán)保部門的拒絕。
據(jù)了解,臺積電2nm芯片工廠占地60公頃,位于臺灣省新竹的科學(xué)工業(yè)園區(qū),預(yù)計(jì)投資200億美元,日消耗水98000立方米,其中,68000立方米是通過當(dāng)?shù)毓?yīng)。
由于臺積電新建2nm芯片工廠耗水太嚴(yán)重,而臺灣省今年又遇到了比較嚴(yán)重的干旱,再加上其它廢棄物排放等影響,該計(jì)劃并沒有得到環(huán)保部門的批準(zhǔn)。
可以說,臺積電2nm芯片工廠建設(shè)計(jì)劃遭遇拒絕,ASML早已給出結(jié)果。
今年年初,ASML對外發(fā)布了2020年的財(cái)報,除了介紹營收和光刻機(jī)出貨等情況外,ASML還對未來做出了展望。ASML表示新一代NA EUV光刻機(jī)將會在2025年投入使用,在該光刻機(jī)之后,ASML將更加注重光刻機(jī)的效率以及環(huán)保等。也就是說,ASML方面已經(jīng)認(rèn)為到現(xiàn)有的光刻機(jī)在生產(chǎn)制造芯片過程中,存在效率低下、消耗能源過多等問題。
就以占地面積而言,一臺EUV光刻機(jī)就占用了大量的空間,基本都達(dá)到了天花板的高度;由于效率較低等原因,制造制程越先進(jìn)的芯片,就需要用到越多的純水進(jìn)行沖洗,目的是洗去雜質(zhì),更好地進(jìn)行光刻。要知道,用淡水制成純水,這是一個很消耗的水資源的過程,而純水沖洗晶圓,目的是帶走晶圓上的雜質(zhì)。
由于2nm芯片制程太小,所以要不斷用純水沖洗,防止雜質(zhì)影響光刻精度,這也是臺積電2nm芯片工廠耗水嚴(yán)重的原因。
其實(shí),制造先進(jìn)制程芯片,除了對資源消耗過多之外,還有一個缺點(diǎn),那就是成本高,這一點(diǎn)ASML也早就透漏出來了。
例如,ASML的DUV光刻機(jī)的售價僅幾千萬美元一臺,但EUV光刻機(jī)的售價都超過1億美元,至于新一代NA EUV光刻機(jī),其售價將會超過4億美元。
要知道,光刻機(jī)是生產(chǎn)制造芯片的必要設(shè)備,光刻機(jī)成本越高,意味著芯片制造成本就越高。
例如,臺積電投資擴(kuò)建28nm芯片工廠,增加2萬片的月產(chǎn)能,投資不足30億美元,但其在美國建設(shè)月產(chǎn)2萬片晶圓的5nm工廠,投資都高達(dá)120億美元。
而三星在美國建設(shè)3nm芯片生產(chǎn)線,直接投資170億美元。如今,臺積電建設(shè)2nm芯片工廠,投資都增加到了200億美元。也就是說,生產(chǎn)制造制程越先進(jìn)的芯片,其投資就越高,這意味著芯片制造成本也就越高,當(dāng)然,采用先進(jìn)制程芯片的設(shè)備,其價格自然也是水漲船高。
其實(shí),近年來,高端手機(jī)價格不斷上漲,主要就是因?yàn)樾酒仍骷r格上漲,就以高通驍龍888處理器,其綜合成本都超過了200美元。
另外,蘋果和華為是臺積電的大客戶,每年對芯片數(shù)量的需求基本相當(dāng),但兩者對臺積電貢獻(xiàn)的營收卻不斷增長,這也是因?yàn)橄冗M(jìn)制程芯片的代工價格不斷上漲導(dǎo)致的。
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