臺積電吊打三星，在晶片工藝上從沒輸過，靠的不只是光刻機

在晶片工藝的製作上，臺積電從來就沒有輸過，人家研究14nm的時候，它突破了7nm工藝，當人家突破7nm工藝的時候，它卻開始量產5nm晶片。不光如此，就在前段時間三星剛剛宣布要在晶片的製程上超越臺積電開始3nm工藝製程研究的時候，臺積電近日又傳出好消息稱：「已經研發出2nm製程工藝的晶片，並取得突破性進展。」

臺積電吊打三星

這種瘋狂突破的行為，像極了曾經學校裡面的學霸，輕輕鬆鬆就能獲得好成績，而三星就像是一直想爭奪第一名寶座的「二寶」，但是卻一直被「吊打」。據IT之家7月13日的消息，臺灣媒體報導，臺積電在2nm晶片的製程上迎來了新的突破，已經成功找到切入環繞式柵極技術（gate-all-around，簡稱 GAA）的技術路徑。並且按照臺積電的計劃，該製程的晶片將於2023-2024年投產使用。

根據摩爾定律的說法：「當價格不變時，集成電路上可容納的元器件的數目，約每隔18-24個月便會增加一倍，性能也將提升一倍」。這個定律自1959年美國著名半導體公司「仙童公司」推出平面型電晶體以來，一直延續到今天，並且很多專家和網友也預測2nm工藝或是矽基晶片的開發極限。這就意味著，三星想要在矽基晶片的製程工藝上超越臺積電是十分困難的。

臺積電的優勢

臺積電每年的毛利率比蘋果公司還要高，在2019年的時候達到了50.2%，同期的蘋果公司卻只有36%左右，在代工企業中，臺積電可以稱得上是「代工皇帝」了。甚至在晶片的製造中，幾乎沒有人比臺積電更精通的了，那麼是什麼讓臺積電擁有如此輝煌成就的呢。在西瓜視頻漲知識了，借用西瓜視頻創作人東城觀星的話來說，臺積電的成功源自於三點：

1、技術優勢

很多人認為，是ASML的光刻機成就了臺積電，畢竟ASML每年生產的光刻機大部分都被臺積電購買了，讓臺積電成了世界上高端光刻機最多的晶片生產廠商之一。但這只是其中的一個因素，畢竟這種極紫外線的光刻機在製作工藝中擁有絕對的優勢，很多國家對這種光刻機也是夢寐以求。但是對於晶片代加工企業來說，並不是光靠光刻機這麼簡單，從晶圓到加工成晶片，過程包括晶圓的切割—打磨—塗膜—塗光刻膠—光刻—刻蝕—離子注入—晶圓測試—切割die—封裝等很多非常重要的步驟，中間設計了幾千道的工序，而光刻機只是其中一個重要的環節。目前5nm的晶片生產良率已經達到了80%。擁有這種光刻機設備的不止臺積電一家，但是想做到這一點卻非常難。

2、製程工藝升級快

在製程工藝上，誰的工藝更先進，那麼誰就能佔領先機，臺積電曾經就提出了工藝「領先半步」的專業，在Intel投產45納米的時候，臺積電就做出了40nm的晶片，而當Intel32納米時，臺積電就達到了28納米，就是因為在這種戰略下，臺積電一直領跑Intel和三星兩大晶片生產和設計廠家。並且臺積電還擁有領先的封裝技術，比同行的封裝面積更小，更薄。就這樣吸引了很多高品質的客戶，一直發展到今天。

3、不和客戶競爭市場

相對於三星和Intel來說，臺積電的設立之初就給自己定位的很清楚，只做晶片的代工，對於晶片設計企業來說，想要邊設計邊生產，成本和技術難度都太高，但如果把設計好的晶片圖紙交給代加工企業生產，整體的效率會高很多，而且成本也變得更低了。但是把設計圖紙交給那些會製作銷售自己晶片的廠家，很容易造成技術洩露，而臺積電正因為承諾永遠不會突破代工的邊界，不做晶片的開發和銷售，一致獲得客戶的信賴和認可。

矽基晶片的後續發展

不得不說，矽基晶片的發展非常迅速，短短幾十年的時間，就已經突破到2nm工藝的研發。那麼被譽為矽基晶片開發極限的2nm工藝是否還有被開發的可能呢，其實我絕對想要在2nm工藝突破的話難度將會變得非常大，畢竟光刻機也是有極限的，2nm工藝也是依賴於5nm的光刻機製作的。類似於中芯國際7nm的N+1技術，想要再次升級到1nm將變得非常困難。根據中科院的消息，我國的碳基半導體也迎來了新的突破，使用碳納米管制成的半導體在性能上更優異，性能將提升10倍以上，而且功耗也降低30%以上。碳基晶片成為了未來晶片半導體的主要發展方向。

總結

隨著「矽基晶片」製作工藝的極限被開發，新材料的碳基晶片和工藝崛起，「代工皇帝」臺積電的輝煌是否還能延續呢，這個要看未來的「碳基晶片」量產化工藝是否能夠優化，並繼承「矽基晶片」的生產設備，只有這樣，擁有高端光刻機和豐富生產「矽基晶片」的臺積電才能重新獲得先機。

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