3nm制程工艺遭遇滑铁卢 普及还是等待?

2023年04月06日 16:30
作者:李剑锋
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【CN314智能生活】对iPhone 15的猜测和对A17芯片的期待,让A17使用的台积电的3nm制程也被推了了风口浪尖。

不过,对于台积电3nm工艺,市场上却有不同的声音,看好派认为在下半年,随着intel和苹果使用3nm工艺的芯片上市,3nm工艺即将进入普及;而看衰派认为,由于台积电3nm的良率并不是很理想,苹果基于3nm的A17处理器无法达到最激进的性能目标设定,不得不缩水。

苹果已经拒绝了台积电的涨价要求,3nm工艺或成为台积电制程的滑铁卢。

3nm制程工艺遭遇滑铁卢 普及还是等待?

全新工艺节点,台积电3nm工艺风险大

为什么业界会对台积电3nm工艺未来看法大相径庭呢?最重要的原因是与5nm技术升级4nm技术只是工艺上的调整和改进不同,3nm技术是一个全新和完整的工艺节点,也就是说,其各道工序基本上都要推倒重建,甚至芯片设计的EDA软件也需要做出改进,这意味着不仅是台积电拥有较高的工艺危险性,甚至连芯片设计厂都有需要改变。

这样,不仅可能造成产品的良品率减低,芯片设计也面临着难于发挥3nm工艺的优势,设计后需要多次流片等一系列的问题,从而导致芯片设计、生产周期延长,良品率存在漫长爬坡期。

实际上,在2022年6月,三星就宣布期3nm工艺投入量产,而台积电也在8月宣布3nm量产。但时间过去了近一年,至少在主流产品上,我们并没有看到使用3nm工艺的芯片,甚至连3nm工艺的信息也在近期才偶有所见,这其中固然有保密的原因,但开发进程低于预期或也是重要因素。

3nm制程工艺遭遇滑铁卢 普及还是等待?

成本影响,厂家转投新工艺动力不足

先进工艺的成本本来就相当高,而全新节点的3nm工艺需要建设全新的生产线,其成本必然要摊入代工的芯片中。而屋漏偏逢连夜雨,在3nm工艺推动的过程中,芯片市场已经由前些年的全面缺芯转为现在的芯片过剩,这对于新工艺的打击是巨大的,一方面台积电在建厂时,各国政府因芯片紧缺而承诺的各项补贴或延迟甚至取消,从而导致台积电在3nm上的投入进一步增加。而另一方面则是终端产品因降价,芯片厂家也无法提高芯片出货价格,从而导致无法使用最新的3nm工艺。

如今年即将推出的骁龙8 Gen 3,之前一直有传闻称将使用台积电3nm工艺,但从现有情况来看,已基本确定其将继续使用台积电4nm工艺,这或许有3nm工艺产能不足,侧重于为苹果代工的原因,但更重要的或是台积电在3nm工艺上的高价。据称,台积电的3nm代工每片晶元价格已经达到了2万美元,而一套3nm的光罩费用要上亿美金等级的费用。使用3nm工艺,或让高通面临涨价卖不动,不涨价没钱赚的尴尬。

3nm制程工艺遭遇滑铁卢 普及还是等待?

七伤拳,3nm工艺或左右互搏

当芯片产能出现过剩时,台积电最受伤的是其7nm工艺,据称,2023年Q1,台积电的7nm工艺产能利用率已不足7成,甚至可能更低。

毕竟,对工艺要求高的厂家会选择性能更好的5nm系列工艺,而对性能要求不高的厂家则会选择更古老的工艺,而处于中间的7nm工艺反倒显得无人问津了。

而3nm工艺的普及,也面临着同样的尴尬,当市场需求不旺,没有新厂家新需求加入时,即便厂家将芯片迁移到更先进的3nm工艺时,那么现有的5nm系列工艺就会出现产能利用率不足的问题。这让3nm工艺更像是七伤拳,想要发展,打击的首先是台积电自家的5nm工艺。因此,台积电也要仔细考虑3nm工艺对其它产品线造成的影响,在这种情况下,台积电或常用更稳妥的办法,即3nm工艺保持小规模量产,并采用持续的工艺改进,等待下一波芯片代工热潮的来临和工艺彻底成熟后,再扩大产能,提高产量。

3nm制程工艺遭遇滑铁卢 普及还是等待?

骁龙888 ,骁龙8 Gen 1,骁龙8 Gen 2,还有基本可以确定继续使用5nm工艺的骁龙8 Gen 3,5nm系列工艺,见证了四代旗舰的发展。堪称这些年来最长寿的先进工艺。而3nm工艺或存在诸多变数,也许在未来一段时间内,3nm即便在手机SOC上,也无法取得主流地位,也许在手机市场上,苹果还将继续独占台积电3nm工艺一段时间。

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