来源:日经中文网
世界半导体大型企业台积电(TSMC)6月2日表示年内将建成电路线宽为2纳米(纳米为10亿分之1米)的超尖端芯片的试生产线的计划,还提出了建设量产工厂的方针。这是领先目前主流的尖端产品2~3代的产品,将进一步扩大领先于竞争对手韩国三星电子的优势,台积电在最尖端半导体市场的垄断状态或将进一步加强。
作为台积电经营首脑的首席执行官(CEO)魏哲家在线上举行了有关最新技术动向的说明会,透露了上述情况。现在,在台积电量产的半导体中,性能最好的是5纳米芯片。被美国苹果的智能手机iPhone12的大脑部分等采用。
此次,台积电提出了推出性能比5纳米产品更为卓越的3纳米芯片、2纳米芯片的计划。3纳米芯片将在2022年下半年在台湾南部的台南市启动量产。更为尖端的2纳米芯片将于年内在台积电总部所在的新竹地区建成试生产线。台积电透露同时推进取得新工厂用地的手续,近期启动建设。
在台积电的约5万亿日元年营业收入中,最大客户是占约25%的苹果。有分析认为,3纳米芯片和2纳米芯片将被今后上市的新款iPhone等优先采用。魏哲家在说明会上指出,新冠疫情推动了世界的数字化,给各行业造成冲击。在疫苗开发速度上,尖端半导体也发挥了巨大作用,提出了今后进一步加快尖端技术开发的方针。
在世界半导体市场,现在量产5纳米芯片的企业只有台积电和三星电子2家。不过,与三星展开合作的半导体相关企业高管表示“三星在5纳米芯片量产方面难以提高成品率,正在影响对主力客户美国高通等的供货”。
能在完全状态下量产并供应5纳米芯片的,目前全球范围内只有台积电。作为涉足尖端半导体的“3强”之一,美国英特尔在7纳米芯片量产上耗费时间,台积电此次提出的2纳米芯片等的量产计划给行业造成了巨大冲击。
向台积电和三星双方供应相关零部件的日资大型企业高管预测称,“将加强台积电的领先和垄断状态”。熟悉半导体产业的台湾大型智库“资讯工业策进会”旗下的产业情报研究所副所长洪春晖指出,“世界半导体的最尖端产品将进一步向台积电集中”。
另一方面,台积电也存在课题。那就是“摩尔定律”的失效。这是作为英特尔联合创始人的戈登·摩尔(Gordon Moore)1965年在论文中提出的法则,内容是半导体的性能将在18个月(1年半)里提高至2倍。这一法则在台积电以外已不再适用,但在台积电此次提出的2纳米芯片之后是否适用,仍是未知数。
关于这一点,在大型民间智库台湾经济研究院担任半导体分析师的刘佩真强调,对于今后半导体性能的提高,主要是3个方面非常重要。指出1纳米以下芯片的开发、三维封装技术开发、采用取代硅晶圆的氮化镓(GaN)等第3代新材料的开发这3个方面变得重要。
为了阻止台积电的一枝独秀,三星和英特尔等竞争对手正在从这3个方面尝试瓦解台积电。
美国IBM于5月6日宣布,成功制造出2纳米芯片的试制品(测试芯片),久违地震惊了行业。虽然和英特尔存在竞争关系,但两家企业3月为重振美国半导体行业而合作,启动尖端封装技术的开发,成为象征性案例。
迎击对手的台积电也于5月31日宣布,将在日本茨城县筑波市设立新基地,与20多家日本企业合作开发三维封装技术。台积电还在6月2日召开的说明会上表示,到2022年底将建立5座三维封装专用工厂进行量产(魏哲家)。
中国大陆企业也不容小觑。中国2020年10月召开的一次重要会议提出,将大力开发采用被称为第3代半导体材料的氮化镓、碳化硅(SiC)的晶圆。中央领导层下达举全国之力加紧开发新材料的指示实属罕见。围绕“后2纳米”的竞争在各个国家呈现出白热化状态,目前的情况是“还看不到在下一代半导体方面掌握主导权的企业”(业界相关人士)。
在全球范围内半导体持续短缺的情况下,业界传出了产能扩大跟不上、供应不稳定的声音。英特尔首席执行官帕特·基尔辛格(Pat Gelsinger)5月31日指出,“以新冠疫情为契机,半导体需求出现爆发性增长。还需要几年时间才能解决半导体短缺问题”。
台积电创始人张忠谋(Reuters)
台积电的各生产基地目前也面临资源不足。为了量产3纳米产品,目前正在台湾南部的台南市建设大型新工厂,但由于人手不足,“竣工时间比原计划大幅推后”(日本一家供应商的高管)。台湾的新冠新增感染人数猛增也对建厂计划造成了打击。
台积电在美国亚利桑那州建设的新工厂预定2024年开始在海外首次生产尖端半导体,将从台湾为该工厂分配人力资源,有人称,“费用可能是当初计划的6倍”(日本供应商的高管)。成本问题也浮出水面,不仅是技术,经营方面的课题也不少。
台积电创始人张忠谋也指出在美国生产成本会提高。虽然台积电计划在未来3年内进行大约11万亿日元的设备投资,但越来越多的观点认为,成本负担有可能会成为今后的重大经营课题(洪春晖)。