1月19日,荷蘭光刻機巨頭ASML公布第四季度以及2021年度的業(yè)績報告。根據(jù)報告中的關鍵數(shù)據(jù)顯示,ASML在2021財年實現(xiàn)營收達到186億歐元,凈收入為59億歐元,毛利率達到52.7%。值得一提的是,在2021年總凈銷售額中,有63億歐元來自于ASML出售的42臺EUV光刻機。一臺機器賣21億,這意味著,ASML的EUV光刻機一臺價值10.7億元人民幣,不到50臺EUV光刻設備,就為ASML貢獻了三分之一的年營收。由此可見,EUV光刻機堪稱ASML的賺錢王牌,而且,隨著工藝精度的持續(xù)提升,ASML新款光刻機的價格也會隨之增長。
例如ASML向英特爾交付的業(yè)界第一臺TWINSCAN EXE:5200光刻機。這臺光刻機被業(yè)內(nèi)稱之為新世代EUV設備,精密程度更高,設計零件也更多,所以TWINSCAN EXE:5200光刻機的價格也創(chuàng)下了歷史新高。
11月25日,曾經(jīng)的美國芯片代工巨頭之一IBM公布了全球首個2nm芯片宣傳視頻。視頻中,IBM介紹了芯片的應用場景以及2nm芯片的優(yōu)勢所在。不愧是“藍色巨人”,其它芯片代工廠還在攻克3nm,IBM在2nm工藝已經(jīng)有突破了。
2021年5月,IBM打出一手“王炸”,造出了世界上第一個2nm節(jié)點芯片,在150平方毫米內(nèi),能夠容納500億晶體管,是臺積電5nm制程的兩倍。也就是說,在指甲蓋那么小的地方就能塞下兩顆臺積電5nm芯片的晶體管,最小的元件比DNA單鏈還要小。
據(jù)悉,IBM的2nm芯片功耗和現(xiàn)有的7nm芯片基本相同,性能卻提高了45%。官方介紹,有了2nm芯片,手機的續(xù)航能力會大幅提升,充一次電就能使用四天。筆記本處理器、汽車芯片的算力也會暴漲,到時候自動駕駛技術安全性更高,電腦計算也能滿足更多用戶需求。
看到這里,小雷差點沸騰起來,已經(jīng)開始想象手機用上2nm芯片有多強大了。不過,需要注意的是,IBM的2nm目前只是停留在實驗室的未來科技,會不會落地恐怕還是個未知數(shù),況且IBM已經(jīng)出售了自己的晶圓廠,無法再制造芯片。也就是說,2nm還得等三星、臺積電、英特爾等代工廠落實,至少也得等好幾年。
據(jù)金融界消息可知,一臺TWINSCAN EXE:5200光刻機的報價超過3.4億美元,折合人民幣約21億元。但這類TWINSCAN EXE:5200光刻機再貴,也會有下游客戶搶著購買,英特爾就是其中之一。2nm芯片設備被壟斷,放眼全球光刻機市場,ASML是極紫外光設備的獨家供應商,也就是說ASML是目前為止世界上唯一一家能夠量產(chǎn)極紫外光刻設備的企業(yè)。
而且,由于ASML年產(chǎn)量有限,所以一眾專業(yè)晶圓代工領域的頭部企業(yè)甚至都需要提前預定,搶著送錢。所以,EUV光刻機是如此,可以制造2nm及以下超高精度芯片的、更加稀有的TWINSCAN EXE:5200光刻機同樣如此。無論是英特爾、臺積電還是三星電子,都需要從ASML處購買新世代EUV設備,ASML對2nm設備的壟斷程度之高可見一斑。當然,這并不意味著英特爾、臺積電等不能拒絕從ASML處購買相關EUV設備,除非頭部企業(yè)們都放棄爭奪晶圓代工領域的主導權。
2020年,華為的打壓進行加強,從芯片領域出發(fā),全面封鎖對華為的芯片供應,是華為陷入芯片危機,同時也是我國真正意識到了芯片技術的缺乏以及科技創(chuàng)新和企業(yè)自研的重要性。在這種情況下,我國半導體行業(yè)進入全面?zhèn)鋺?zhàn)狀態(tài),中科院成立專項研發(fā)團隊進行定點攻克,中國芯片市場進入危機狀態(tài)中。
在經(jīng)濟全球化的大背景下,我國芯片市場的變化自然也引起了全球芯片市場變化,加上2020年發(fā)生的衛(wèi)生事件,導致當下整個世界都處于芯片短缺的狀態(tài)下。更不要說隨著5G的逐漸普及,萬物互聯(lián)時代的到來更是進一步加劇了芯片的短缺。當然了,這種芯片短缺局面也給了包括中國在內(nèi)的世界各國發(fā)展半導體行業(yè)的機會,從而使漂亮國逐漸喪失在半導體領域的話語權。因此,各國緊急加快對半導體工藝的攻克,其中日本更是直接來到對2nm工藝發(fā)起了沖刺。
當下,芯片制造工業(yè)水平以臺積電和三星為最,然而盡管是這兩家企業(yè),目前也是在集中力量攻克3nm技術,而非2nm。由此看來,日本此次所圖不小,甚至想要重新拿回在半導體領域的主導權。其中三月份多則消息就傳出,日本將撥付420億日元(大概為25億元人民幣)用于2nm工藝的攻克上來。并且日本的這一做法并沒有令多少人認為是異想天開,因為日本有著那樣的基礎。
隨著芯片的制程工藝進入5nm時代,摩爾定律的極限時刻被提及,我們也能很明顯地感受得到,現(xiàn)階段芯片廠商對于全新制程工藝的研發(fā),已經(jīng)陷入了一定的困境當中,技術突破的時間也被進一步拉大,這一度讓我們相信,芯片的研發(fā)或許真的已經(jīng)達到了摩爾定律極限。
就在很多芯片廠商處于困惑之中時,就在近日IBM宣布已經(jīng)成功研制了2nm的芯片,也成功打破了現(xiàn)階段的摩爾定律極限,芯片的技術迭代肯定會有上限,但至少不會是現(xiàn)在,芯片的技術研發(fā)還有著很大的進步空間。
很多人可能會好奇,作為計算機企業(yè)的IBM,在很早之前就已經(jīng)出售了芯片研發(fā)部門,為何如今還會具備這樣的實力呢?其實真正的原因在于合作上,IBM選對了合作伙伴,三星以及AMD都是其合作伙伴。
雖然早早宣布退出芯片市場,但IBM對于芯片技術的研發(fā)卻從未中斷,多年下來擁有了良好的基礎實力,配合上AMD以及三星先進的技術,在一眾優(yōu)秀企業(yè)的通力配合之下,終究完成了對于2nm芯片研發(fā)的壯舉。
唯有聯(lián)合各個企業(yè)的優(yōu)勢,才能夠誕生更為尖端的技術,IBM 2nm芯片的誕生,也證實了相關限制多么的“可笑”,限制了各個企業(yè)之間的合作,就相當于限制了人類自身的發(fā)展,優(yōu)秀的芯片企業(yè)聚在一起,才能夠實現(xiàn)更大的成就。