都知道先进芯片对于AI、大数据、云计算、智能手机、超算至关重要,为此中、美、欧、日、韩在该领域竞争十分激烈。
美国主导了先进芯片的设计、EDA工具、半导体设备,同时在积极吸引台积电、三星赴美建厂。
欧洲的ASML则是光刻机的领导者,掌握着全球95%的浸润式DUV光刻机,以及100%的EUV光刻机;
日本的优势在半导体材料方面,半导体领域的19种关键材料中,日本有14种市场占有率超过了50%,并且垄断了EUV光刻胶。
韩国三星是全球第二大晶圆代工企业,也是全球唯二量产3nm芯片的企业,SK海力士的优势则领导着HBM存储芯片。
中国在技术、设备、零部件的限制下,积极搞自主研发,利用“浸入式DUV光刻机+芯片堆叠”实现了先进芯片的量产,但是成本、良品率、产能方面压力不小。
那么未来在10nm以下先进芯片领域,谁能够胜出呢?美国半导体协会发布了一份报告。
报告显示10nm以下先进芯片制造,在2022年时,全部由中国台湾和韩国制造,产能分别占比为69%和31%。
预计到2032年10nm以下先进芯片份额如下:美国达到28%,中国台湾省下降至47%,韩国下降至9%,欧洲为6%,日本为5%,中国大陆仅为3%。美国本土的产能将是中国大陆的10倍左右。
美国半导体协会凭什么发布这样的一份报告呢?这和台积电、三星赴美建厂有着密切的关系。
台积电在2020年5月宣布在美国亚利桑那州投资120亿美元建造晶圆厂,之后在《芯片和科学法案》的诱导以及美政府的“讹诈”下,不断的增加投资。
2022年12月投资增加至400亿美元,原计划1座5nm晶圆厂变为“1座5nm+1座4nm”,产能从24万片/年提升至60万片/年。
2024年4月,投资进一步增至650美元,计划建造“1座5nm工厂、1座4nm工厂、1座2nm工厂”。
特朗普上台后,开始实施“对等关税”,对台积电的政策是“不投资就加税”,为此台积电董事长在2025年3月宣布将在美国额外投资1000亿美元。除了已承诺建造3座晶圆厂外,将另外建造3座晶圆厂、2座先进封装厂和一座研发中心。
至此,台积电在美国投资增加至1650亿美元,建造6座先进晶圆厂。按照美国半导体协会的说法,全部投产后会将把美国先进产能提升至20%以上。
三星在2022年宣布斥资370亿美元,在美国德克萨斯州泰勒市建造2座晶圆代工厂,工艺分别是4nm、2nm。
按照计划将对标台积电亚利桑那州工厂,但是因为自身工艺导致重要客户的缺失,工厂一直处于暂停状态,就连设备都没有安装到位。
不过近日特斯拉向三星美国工厂下了165亿美元的大单,也预示着三星新工厂很快就会开工。
马斯克还发帖表示:特斯拉将协助三星实现生产效率最大化,在这一个关键时刻,我将亲自出马,以加快前进的步伐。
照此分析,单是台积电、三星两家企业在美投资建厂金额就达到了2000亿美元,约合1.4万亿人民币,将建造8座先进工艺的晶圆厂,总产能将超过10万片/月。
这么多产能如何消化呢?
早在2023年7月10日,在德国柏林举行第27届汽车电子大会上,台积电就表示:不可能为汽车行业保留空闲产能,汽车芯片要加速进入先进制程。
随后又与戴姆勒、宝马、大众等多家汽车厂商达成战略合作,试图将主流的28nm、40nm车规级芯片向7nm转移和升级。
并且台积电还专门为车企开发7nm设计平台和芯片IP,表示为汽车厂商提供更高性能、更低功耗的汽车芯片选择。
此举将会对成熟芯片厂商带来压力。
成熟芯片一直是中国芯片产业的优势,2024年产能达到了860万片/月,全球市场份额达到了37%,市场预计到2030年市场份额提升至47%,成为全球最大芯片制造国。
也有更激进的预测,到2030年中国芯片产能达到1500万片/月,市场份额高达60%。
不管是47%也好、60%也罢,这些产能主要还是集中在成熟工艺上,这是国产芯片的优势。
以汽车芯片为例,单台新能源汽搭载了1000-3000颗芯片,比燃油车数量高出几倍,甚至十几倍。
这对英飞凌、恩智浦、意法半导体以及国内的比亚迪电子、紫光、全志科技来说是个难得的机会。
但是数据显示,英飞凌、意法半导体、恩智浦的业绩连续多个季度下滑,意法半导体的的净利润甚至下滑超过了50%。
究其原因,就是中国新能源汽车产能全球占比高达70%,国内车企开始积极采购国产芯片,逐渐代替进口芯片。
但如果28nm、40nm的汽车芯片,迭代至7nm以内,势必会影响国产芯片的产能,因为中芯国际、华虹半导体等大都是成熟工艺。
为此,我们需要加大研发力度,解决半导体设备的难题,从而让国产芯片顺利迭代至7nm以下。
光刻机是芯片制造中使用率最高的设备,但这种设备被荷兰ASML垄断,又被列入限售中,我们只能自主研发。
ASML的EUV光刻机是集全球大成者,集成了美、欧、日、韩、中国台湾等技术,光是供应商就有3000多个,技术难度更是号称“任何单一国家都不能造出”。
现在,我们就是要在打压限制中,独立造出EUV光刻机,对于何时能够造出来,实现商用,我所说的是“路虽远行则将至,事虽难做则必成”。
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更新时间:2025-08-05
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