有这么一家公司,它是被众多芯片设计大佬们集体下单的顶级制造商。
而且甭管芯片大佬们天天在网上或者发布会上吵的底朝天,但是在这家公司面前,全部都得客客气气的说一句:哥,我那芯片,您看能不能给加急插插队?
相信你也猜到了这家公司是谁了吧?
没错,它就是台积电!
许多人对台积电的了解,仅仅知道它是一家很厉害的中国台湾半导体公司。
那么台积电到底厉害在哪里呢?
有些人肯定会说,因为它拥有很多EUV光刻机呀!
但是事实真的是这样的?
小鲸我查了下资料,虽然目前台积电已经有了55台左右的EUV设备了,占据了业界 EUV设备安装量的 50%,比其他对手加起来还多。
但是别忘了,还有一定数量的EUV光刻机也在三星,英特尔等等芯片巨头手里呀!
所以说,就算设备到手了,也不代表厂商就一定能生产出来最尖端的芯片。
那究竟是啥原因呢?
其实呢,台积电的成功有很多因素。
其实有个最关键的就在于,台积电的EUV微影技术的引入,以及良率、防尘控制做的非常好,并且也有领先业界量产的速度,这才让台积电能够逐渐拉开与三星、英特尔的差距。
这里小鲸我来跟大家,详细说说这个EUV微影技术。
摩尔定律,大家都知道吧。这个定律简单来说,就是在更小的单元上,想要制造更多的电路,芯片的计算能力就会呈现指数倍的增长。
以手机的核心处理器为例:指甲盖大小的芯片上集成了数百亿的晶体管,仿佛是一个微型世界。
想要创造出这个世界,就需要一个非常牛逼的物理基础设备才可以。这个设备就是阿斯麦公司的EUV光刻机设备。
而EUV光刻机对生产环境洁净度的要求,更是前所未有的严苛。
要知道在芯片制造中,就算是一颗纳米级的灰尘,也会很大程度上影响半导体厂的生产良率。
1纳米有多小?
小鲸我举个形象的例子:假设一根头发的直径为0.05毫米,把它径向平均剖成5万根,每根的厚度就是1纳米。
中国有句古话说的好,差之毫厘失之千里。小鲸觉得呢,这句话用在芯片制造行业更加贴切生动。
而EUV光刻机对于防尘的要求,又比过去采用DUV光刻机时更高。
因此在三星和英特尔都还卡在防尘处理这关时,台积电这边,首创了干式EUV光罩洁净技术,并进一步改良了它。
这种技术可以快速去除落尘,取代了过去需要使用纯水与化学品的湿式清洁手法。同时,用纳米级分析技术精准定位落尘来源,从根本上排除了污染源。
并且经过多年的不断测试与优化,现在已经可以实现,在一台机器内每一万片晶圆曝片的落尘数,从数百颗减少到个位颗数,落尘率削减99%。
同时又能大幅缩短光罩保修频率与时间,光罩使用率跃升超过80%,也延长先进制程EUV光罩寿命,使资源使用效率进一步提升。
也正是由于干式EUV光罩洁净技术的创新,台积电就开始踩上了油门,可以大举量产高端EUV制程芯片,在7纳米甚至5纳米的订单上大幅超越死敌三星。
除此之外呢,由于当年荷兰公司飞利浦持有台积电大量股份。
所以从飞利浦独立后的阿斯麦公司,也就是目前世界唯一顶级光刻机制造商,它与台积电的关系极其亲密。
虽然阿斯麦高端光刻机产能有限,但发货给台积电的光刻机数量却一直能够管饱。
就这样,台积电与其他晶圆代工厂的代差越来越大,在手机芯片7nm时代,这家公司占据了世界晶圆代工份额50%以上。
目前台积电已经具备了,一年内为499个客户生产10761种产品的能力,应用范围包括整个电子应用产业。
并且芯片年产量超过1200万块,这些芯片都需要用到台积电多达272种,不同的制造技术和复杂的产线。
如果说芯片设计是纯脑力劳动的话,那么晶圆制造则是将理论的设计方案,转化为实体集成电路的制造流程。
正是因为有了专门的晶圆代工厂,才可以把一大批创业期芯片设计公司解放出来,让他们更加专注于自己天马行空的设计方案,而把实际制造、需要大量设备工艺和工人的“脏活累活”交给代工厂们实现。
这就像是,五星级饭店里面的厨子都很厉害,满汉全席都会做。
但是呢,厨子也依赖食材质量,有人控制住食材来源,再好的厨子也做不出好菜的道理一样。
而现在能生产芯片的全世界没几家:英特尔,三星,台积电等。其中英特尔一般不代工,能接代工的只有三星和台积电。
少了一家另一家就能垄断价格,要是两家都没有的话,哪怕华为海思设计出了芯片,也只是一张图纸无法变现。
所以说,华为遭遇“卡脖子”最为严重的就是在芯片制造环节。
那么有人会问了,那华为与台积电是啥关系呢?
小鲸觉得呢,华为与台积电的关系更像是一个利益共同体,我中有你,你中有我。
他们各自在自己的领域里面都有核心技术:
华为根据用户需求进行芯片的设计,并把不同功能的芯片集合到一起,设计为完整的产品交给台积电代工生产。
台积电这边呢,拿到华为这边设计图纸,就开始进行生产制造。
但是由于芯片的生产工艺也是相当复杂,所以呢,就需要芯片生产设备厂家的高端设备,也就是咱们经常讨论的光刻机。
台积电通过这些设备集成自家完整的生产工艺,将芯片生产出来后交给华为。
最后小鲸想说:
一提起代工,很多人可能会联系很低端、劳动力密集的行业,但是对于芯片代工行业来说,绝非是靠廉价劳动力而不需要技术的行业。
并且芯片制造跟芯片设计相比,也不能简单的说,哪一种更高端或者低端。
就拿咱们日常使用的手机来说吧,大多数人对手机的体验,只是反应在外观手感和质量稳定性上面,而这就需要芯片代工厂高超的工艺和制造水平。
同时性能和功能如何,更多还是要看设计。但对一颗芯片而言,设计固然重要,但制造工艺对性能表现和成本仍然有决定性作用。
所以还是那句话:
台积电能做到称霸全球芯片代工市场,靠的还是精湛的技术和过硬的本事。要是没有两把刷子,也就不能在这个行业里面立足。
页面更新:2024-06-09
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