2納米制程還處于研發(fā)階段，后來者能否撼動頭部企業(yè)的地位？

8月30日，在“2022臺積電技術(shù)論壇”上，臺積電CEO魏哲家表示，臺積電的3納米芯片即將量產(chǎn)，但并不是大家此前預(yù)想的GAA架構(gòu)，而是選擇延用FinFET架構(gòu)。至于2納米芯片，可以保證會在2025年量產(chǎn)。

魏哲家指出，臺積電3納米的研發(fā)依舊困難重重，工程能力欠缺，正在努力加快量產(chǎn)。最終決定采用FinFET架構(gòu)的主要原因是既要實用，還要低成本，這樣才能更好地滿足客戶產(chǎn)品需求，也能保證穩(wěn)定的供應(yīng)能力。而2納米將用新的納米片(nanosheet)技術(shù)，在相同功耗下，相比3納米，速度將增快10%~15%，而在相同速度下，功耗則降低25%~30%，成為電晶體密度最小、效能最佳的先進制程技術(shù)。

會上，魏哲家還分享了他觀察到的目前半導(dǎo)體制造的三大改變：一是過去的電晶體制造技術(shù)已經(jīng)不能滿足需求，需要向3D IC堆疊的方向發(fā)展。二是所有應(yīng)用產(chǎn)品中，半導(dǎo)體含量都在持續(xù)增加。目前，每年汽車內(nèi)的半導(dǎo)體含量都增加了近15%。以前臺積電只是在先進制程研發(fā)方面的投資比較多，但隨著CMOS、RF等技術(shù)不斷進步，現(xiàn)在成熟制程也需要更多投資，兩者一樣重要。三是供應(yīng)鏈管理是最重要的因素，一個全球化有效率的供應(yīng)系統(tǒng)時代已經(jīng)過去，所有成本都會急速增加，臺積電將與客戶緊密合作降低風(fēng)險。8月30日，臺積電總裁魏哲家在臺積電2022技術(shù)論壇上表示，3納米即將量產(chǎn)，客戶相當(dāng)踴躍;至于2納米可以保證在2025年量產(chǎn)。

魏哲家表示，3納米有說不出的困難，已快要量產(chǎn)，客戶相當(dāng)踴躍、有許多客戶參與，工程能力有點不足，正盡量努力中。

8月18日，臺積電副總監(jiān)陳芳在2022年世界半導(dǎo)體大會上表示，臺積電3納米芯片將在今年下半年量產(chǎn)，已經(jīng)對部分移動和HPC(高性能計算)領(lǐng)域的客戶交付，

對于3納米量產(chǎn)后的新一代芯片2納米時間表，魏哲家指出，2納米將用新的納米片 (nanosheet) 技術(shù)，會在2025年量產(chǎn)，屆時還是電晶體密度最小、效能最佳的先進制程技術(shù)。

據(jù)悉，臺積電2納米技術(shù)和3納米技術(shù)相比，功效大幅往前推進。在相同功耗下，速度增快 10~15%，或在相同速度下，功耗降低 25~30%。

臺積電此前在北美技術(shù)論壇上表示，2納米技術(shù)在性能和功率效率方面提供全節(jié)點改進，以支持臺積電客戶的下一代產(chǎn)品創(chuàng)新。除了移動計算基準(zhǔn)版本之外，2納米技術(shù)平臺還包括一個高性能變體，以及全面的小芯片集成解決方案。

魏哲家也說，“臺積有能力設(shè)計產(chǎn)品但絕對不會自己設(shè)計產(chǎn)品”，“臺積的成功是來自客戶的成功”。他也特別強調(diào)，“這點和競爭對手不一樣，他們客人不管有沒有成功都會有自己的產(chǎn)品推出來?！?

據(jù)臺灣經(jīng)濟日報6月10日消息，臺積電2納米建廠計劃相關(guān)環(huán)保評審文件已提交送審，力爭明年上半年通過環(huán)評，隨即交地建廠，第一期廠預(yù)計2024年底前投產(chǎn)。

28納米制程的開發(fā)費用大約為5130萬美元，16納米制程需要投入1億美元，5納米制程費用達到5.42億美元。如果按照接近兩倍漲幅測算，在2納米制程上，開發(fā)費用可能會將近20億美元

指揮了全球半導(dǎo)體發(fā)展史半個多世紀(jì)的摩爾定律(集成電路上可容納的晶體管數(shù)量大約每18個月就會增加一倍)，直到現(xiàn)在還保有頑強生命力。

7月14日，臺積電在投資者會議上表示，2納米制程將在2024年試產(chǎn)，2025年量產(chǎn)。與3納米制程芯片相比，相同功耗下，2納米芯片速度可以增加10%-15%;相同速度下，功耗可以降低25%-30%。

這個由英特爾創(chuàng)始人之一戈登·摩爾所提出的定律，帶動整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈向前推進半個多世紀(jì)。誰能率先推動摩爾定律的發(fā)展，就能在市場上獲得更多份額，賺得盤滿缽滿。這也是眾多企業(yè)還在不斷追著摩爾定律跑的原因。

越是高制程，芯片效率越高，但研發(fā)越是艱難，越來越多的競爭者在追逐賽中退出。在成熟制程，全球最主要的競爭者有十多家，涉及成熟制程的晶圓廠就有一百多家。進入10納米制程之后，全球半導(dǎo)體代工廠僅剩臺積電(NYSE:TSM)、三星(PINK:SSNLF)和英特爾(NASDAQ:INTC)三家。而在7納米制程之后，全球范圍內(nèi)的競爭者就剩下臺積電和三星。

其實，在2021年，IBM就發(fā)布了全球首顆2納米制程的芯片，根據(jù)公開資料，IBM的這顆2納米制程的芯片是將大約500億晶體管放在一片指甲蓋大小的芯片上，與7納米制程的芯片相比，其運算速度將快45%，而能效方面則將提高75%。

不過，IBM作為研究機構(gòu)，尚不具備量產(chǎn)的能力，2納米制程芯片從實驗室到量產(chǎn)，還需要一段時間。

2納米制程是一個什么概念?一根頭發(fā)絲的直徑一般是5萬納米，2納米相當(dāng)于把頭發(fā)絲軸向剖25000份。

此前，在宣布2納米芯片研發(fā)成功后，IBM宣稱，一個指甲大小的2納米芯片就能容納多達500億個晶體管。對于消費者來說，新技術(shù)使芯片降低75%能耗，提高手機的性能，例如電池的壽命可以延長將近4倍。

但到了2納米制程后，涉及原有的工藝架構(gòu)、材料、設(shè)備的更新，技術(shù)革新，意味著產(chǎn)業(yè)格局或?qū)⒅匦孪磁?，這也是諸多企業(yè)甚至國家和地區(qū)決定押注2納米的原因之一。

除了老玩家臺積電和三星，另一個傳統(tǒng)芯片據(jù)歐英特爾在2021年7月公布最新技術(shù)路線圖，稱將在其2納米制程上轉(zhuǎn)換新的技術(shù)結(jié)構(gòu)，以增強新制程的競爭力。英特爾在10納米制程之后被指競爭乏力。

英特爾此前采用FinFET，即鰭式場效應(yīng)晶體管，F(xiàn)inFET工藝在22納米制程之后成為半導(dǎo)體的主流工藝架構(gòu)，一直延續(xù)到5納米。英特爾即將在2納米上轉(zhuǎn)換成GAAFET架構(gòu)，全環(huán)繞柵極晶體管，這一工藝架構(gòu)被視為FinFET工藝的接任者。

三星在3納米節(jié)點上率先引入GAAFET的工藝，臺積電也將在2納米節(jié)點上采用GAAFET工藝架構(gòu)?？梢岳斫鉃?，GAAFET工藝就是進入2納米制程之后的主流工藝架構(gòu)。

芯片也是國家和地區(qū)的競爭游戲。

根據(jù)《日本經(jīng)濟新聞》報道，日本此前稱將于美國達成共識，最早在2025年在日本建立2納米半導(dǎo)體制造基地。

而歐洲則在其《2030數(shù)字指南針》規(guī)劃書中，提出了未來10年半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的目標(biāo)，其中明確寫道，截至2030年，歐洲先進和可持續(xù)半導(dǎo)體的生產(chǎn)總值將至少占全球生產(chǎn)總值的20%，攻克2納米工藝。

一場新的競爭已經(jīng)開始。目前對于2納米制程還處于研發(fā)階段，只是在頭部效應(yīng)顯著的半導(dǎo)體行業(yè)，后來者能否撼動頭部企業(yè)的地位?

在半導(dǎo)體制程中，28納米制程是一條分水嶺，28納米及以下工藝被稱為“先進工藝”， 28nm以上被稱為“成熟工藝”。有時，28納米也被劃分到成熟工藝這個陣營。7納米及以下，是先進工藝中的“高端圈子”。先進制程越往下走，投入越大。

芯片的成本來自硬件成本和設(shè)計成本。硬件的部分就包括晶圓、掩膜、封裝、測試四個部分。軟件部分來自EDA工具、IP授權(quán)、架構(gòu)等部分。

從先進工藝設(shè)計成本來看，根據(jù)第三方半導(dǎo)體研究機構(gòu)Semi engineering計算，28納米制程的開發(fā)費用大約為5130萬美元，到16納米制程需要投入1億美元，到5納米制程節(jié)點，這個費用達到5.42億美元。如果按照接近兩倍漲幅測算，在2納米制程上，開發(fā)費用可能會將近20億美元。這個費用包括了IP授權(quán)、軟件、確認(rèn)、驗證、架構(gòu)等環(huán)節(jié)。

在7月29日的美日外長級與商務(wù)部長級官員會談上，美日宣布，將針對新一代半導(dǎo)體研究，啟動建立一個“新的研發(fā)機構(gòu)”。

盡管會談后雙方并沒有通過正式聲明對這一半導(dǎo)體領(lǐng)域的“新研發(fā)機構(gòu)”透露過多細(xì)節(jié)，但據(jù)日媒報道，該機構(gòu)將于今年年底在日本成立，用于研究2納米半導(dǎo)體芯片;該機構(gòu)還將包括一條原型生產(chǎn)線，并將于2025年開始量產(chǎn)。同時，日本的產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所、理化學(xué)研究所、東京大學(xué)等將合作設(shè)立研究基地。

另外，當(dāng)?shù)貢r間7月28日，美國眾議院通過了《芯片與科學(xué)法案》，該法案旨在緩解美國芯片短缺問題并希望借此提高美國在半導(dǎo)體和先進技術(shù)方面的競爭力。

中金公司研報表示，展望3Q22，全球半導(dǎo)體行業(yè)結(jié)構(gòu)化特征明顯。電動汽車和新能源蓬勃發(fā)展拉動功率、模擬器件需求旺盛，5G、汽車、云游戲等帶動高性能芯片需求增長。

中信證券表示，在行業(yè)景氣持續(xù)背景下，半導(dǎo)體設(shè)備公司持續(xù)有基本面業(yè)績支撐。建議優(yōu)先選擇賽道空間大、產(chǎn)品布局全面、技術(shù)實力較強的龍頭設(shè)備廠商，以及份額尚低、有望快速成長的細(xì)分賽道成長型企業(yè)。

湘財證券指出，2022年半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)下游需求保持結(jié)構(gòu)性增長，新能源汽車、工控、中高端IOT領(lǐng)域需求景氣延續(xù)，帶動半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi)相關(guān)企業(yè)營收上行。二季度，產(chǎn)業(yè)鏈議價能力較弱的企業(yè)受上游原材料價格及運輸成本上漲等因素沖擊，疊加疫情導(dǎo)致部分企業(yè)營收確認(rèn)推遲，短期盈利表現(xiàn)或走弱。三季度，隨著各地穩(wěn)增長政策的發(fā)力，汽車銷量預(yù)期上行，提振車規(guī)半導(dǎo)體產(chǎn)品市場需求;恰逢Q3為消費電子新品發(fā)布季，有望改善消費電子銷售頹勢。