研發(fā)2nm芯片，臺(tái)積電如何做到天下第一？

原標(biāo)題：研發(fā)2nm芯片，臺(tái)積電如何做到天下第一？

日前，臺(tái)積電宣布，正式啟動(dòng)2nm芯片工藝的研發(fā)，工廠將會(huì)設(shè)置在臺(tái)灣新竹的南方科技園，預(yù)計(jì)2024年投入量產(chǎn)，發(fā)言人稱：2nm工藝是一個(gè)重要節(jié)點(diǎn)，目標(biāo)是比3nm制程縮小23%?？萍枷蠕h總會(huì)打臉分析專家，正當(dāng)專家們紛紛預(yù)測摩爾定律已經(jīng)失效的時(shí)候，臺(tái)積電的大佬卻幡然提出要做2nm芯片,如果能成功，顯然又是一次經(jīng)典的打腫臉。

但顯然，人類要實(shí)現(xiàn)2nm制程還有很長的路要走，要先從7nm升級(jí)到6nm,然后，再突破性地完成5nm、4nm、3nm,最終來到2nm，每一個(gè)納米都意味著芯片企業(yè)要鼓足勇氣，邁出很大的一步，包括上百億的投資以及數(shù)年的研發(fā)心血。平心而論，2024年的量產(chǎn)目標(biāo)已經(jīng)非常Aggressive，但偉大企業(yè)的基因就是挑戰(zhàn)不可能，竭盡所能地沖擊極限，特別是搞芯片的企業(yè)，沒有這么點(diǎn)情操，是絕難生存下去的。臺(tái)積電作為芯片行業(yè)的龍頭老大，更是把這種情操提高到“變態(tài)”的程度，正因如此，他們得以維護(hù)“摩爾定律”的尊嚴(yán)，持續(xù)地把更多的元器件放到更小的空間內(nèi)，同時(shí)，把成本再降低一倍。長時(shí)間的卓越表現(xiàn)，讓臺(tái)積電逐漸占據(jù)整個(gè)芯片市場49%的份額，暫列天下第一！

此外，臺(tái)積電的經(jīng)營理念也很特別，他們有三大支撐體系，包括技術(shù)、生產(chǎn)和客戶，從來都不吝表達(dá)對(duì)客戶的虔誠，甚至立下重誓：絕對(duì)不會(huì)做自己的品牌，和客戶競爭，他們面對(duì)客戶的經(jīng)營理念也是：寧可天下人負(fù)我，我不負(fù)天下人，用大陸的流行語來講就是：客戶虐我千百遍，我待客戶如初戀，況且，他們的品質(zhì)、成本一直更好。

挑戰(zhàn)極限，人類離2nm芯片還有多遠(yuǎn)？

人類離2nm芯片還有多遠(yuǎn)？這個(gè)問題基本等同于臺(tái)積電離2nm芯片還有多遠(yuǎn)，如前文所述，2nm工藝是一個(gè)重要的節(jié)點(diǎn)，在取得成功之前還有5nm、4nm等不同階段的挑戰(zhàn)，事實(shí)上，現(xiàn)在地球上最好的工藝是7nm，基本上由臺(tái)積電壟斷生產(chǎn)，從上個(gè)季度數(shù)據(jù)來看，7nm芯片的營收占臺(tái)積電整體營收的22%，是目前所有芯片業(yè)務(wù)中，營收最高的。

基于此，臺(tái)積電預(yù)計(jì)今年推出7nm＋制程，采用最新的EUV工藝，而下一個(gè)節(jié)點(diǎn)6nm工藝也在蠢蠢欲動(dòng)，它更傾向于一個(gè)“過渡”制程，整條生產(chǎn)線、設(shè)備要求都可以采用“retrofit”的方式進(jìn)行升級(jí)，不僅自己生產(chǎn)線的成本會(huì)大幅度降低，而且客戶的一些設(shè)計(jì)、研究成果也得以沿用，可以說，一個(gè)retrofit常常價(jià)值幾十億美元，而客戶喜歡和臺(tái)積電做生意，除了要技術(shù)好、品質(zhì)過硬之外，更重要的因素是：價(jià)格低。平心而論，電子芯片業(yè)服務(wù)于大眾，在本質(zhì)上就是一種生意，在商言商，代工價(jià)格往往決定著競爭力。

如果按照邏輯繼續(xù)往下走， 應(yīng)該就是5nm，談到這個(gè)工藝的時(shí)候，很多人相信：這就只是一個(gè)概念或者一種目標(biāo)，但對(duì)于臺(tái)積電來說，他們已經(jīng)有了新一版的邏輯密度，且進(jìn)入實(shí)體的試驗(yàn)階段，量產(chǎn)目標(biāo)定義在2020年，在性能指標(biāo)上也有更高挑戰(zhàn)，如速度提升7%，功能消耗降低15%之類的。相比于6nm制程，5nm芯片需要全新的設(shè)計(jì)，這會(huì)影響到整個(gè)電子產(chǎn)業(yè)鏈的運(yùn)作。做一個(gè)不太恰當(dāng)?shù)谋扔鳎篿Phone6到iPhone6 plus是過渡型升級(jí)，一些零部件、生產(chǎn)設(shè)備都可以沿用上一代產(chǎn)品，整體投入的成本不大，但推出iPhone X，就要大幅度升級(jí)，很多此前的設(shè)計(jì)、物料、設(shè)備等等，都需要更新?lián)Q代，這就要求整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈都要提高警惕,避免出現(xiàn)太高的庫存,同時(shí),準(zhǔn)備新一輪的資金以應(yīng)對(duì)全新的設(shè)計(jì)。筆者認(rèn)為,臺(tái)積電之所以提前公布自己的研發(fā)計(jì)劃,正在于給產(chǎn)業(yè)鏈充分提醒,他們始終明白“一榮俱榮、一損俱損”的道理,而寡頭之所以長盛不衰,除了獨(dú)步天下的技術(shù)之外,正在于,他們能兼顧上下游的共同發(fā)展,而不是飲鴆止渴式地破壞生態(tài)鏈,或許,正是尖端技術(shù)配上獨(dú)特、博愛的經(jīng)營理念,才使得臺(tái)積電能在如此高利潤的行業(yè)持續(xù)輝煌。

實(shí)力底蘊(yùn)，芯片業(yè)拼到最后是產(chǎn)能和資本

相信經(jīng)過中興事件之后，大家都清楚芯片行業(yè)的難度，很多國家有決心、立志要發(fā)展好芯片行業(yè)，但顯然，這個(gè)行業(yè)遠(yuǎn)非“一腔熱情”就能搞定的。

縱觀全球的芯片寡頭，無一不是資本雄厚的主兒，臺(tái)積電更是寡頭中的極品。在芯片制程的幾個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)中，大都需要昂貴的設(shè)備，比如頂級(jí)的光刻機(jī)，每年的產(chǎn)能僅有十幾臺(tái)，主要銷售給臺(tái)積電、三星和聯(lián)發(fā)科等芯片寡頭，一方面，他們能出得起價(jià)錢，另一方面，光刻機(jī)可以說是芯片行業(yè)的“圣物”，只有交到“靠譜企業(yè)”手里才能發(fā)揮最大作用，也就是說，光刻機(jī)并非有錢就能買得到的東西。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，臺(tái)積電過去五年，僅僅因建制代工生產(chǎn)線就花費(fèi)500億美元，今年又計(jì)劃追加100億美元的投資，產(chǎn)能每年都在增加，但依舊難以滿足巨大的訂單需求。長期以來，芯片行業(yè)都處在“產(chǎn)能不足、出貨難以滿足”的狀態(tài)，總之，芯片行業(yè)從前期研發(fā)投資、到中期的實(shí)物驗(yàn)證，再到后期的生產(chǎn)線建制都需要投入巨額的資本，這就是為什么“平凡的企業(yè)”根本不能搞芯片。

好在，因產(chǎn)能不足，臺(tái)積電的生產(chǎn)線從來不會(huì)閑置，一旦建制成型，就能充分保證其利潤率，從而形成一個(gè)非常美妙的正循環(huán)：臺(tái)積電有實(shí)力投資昂貴的芯片生產(chǎn)線，所以，臺(tái)積電能賺取大量寡頭利潤，而這些利潤又幫助其投資下一代研發(fā)。

更令人興奮的是，芯片業(yè)的需求量與日俱增，從最早的電腦，到后來的功能手機(jī)，再到智能手機(jī)，而5G時(shí)代來臨之后，應(yīng)用場景更加豐富，芯片的性能需要進(jìn)一步提高以應(yīng)付這種激增的需求。此外，在更長遠(yuǎn)的時(shí)代，如萬物聯(lián)網(wǎng)、人機(jī)結(jié)合、生物計(jì)算等，都需要大量的新型芯片，可以說，只要臺(tái)積電能長期處在這樣的循環(huán)之中，不僅會(huì)讓自己的財(cái)務(wù)狀況越來越好，更會(huì)在經(jīng)年累月中扼殺掉“競爭對(duì)手的追趕信心”，如果他們夠狠又有政策支持，臺(tái)積電在芯片業(yè)的位置，有可能從“天下第一”變成天下唯一。（科技新發(fā)現(xiàn) 康斯坦丁/文）

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