光刻機是晶片製造的關鍵王者?不!擅長EUV光刻技術的臺積電才是

2020-08-28 iFrees

越來越多的跡象表明,昔日的半導體王者英特爾,將把自己的晶片產品交給臺積電的6nm工藝代工。

英特爾之前一直憑藉自己強大的晶片設計生產銷售IDM一條龍模式,規劃生產自己的晶片。但是三十年河東,三十年河西,Intel已經在14nm上徘徊了五年的光陰,始終無法解決自己特有的10nm製程工藝的良品率問題,痛苦的現實是臺積電7nm優化版本的6nm工藝,剛好完美貼合英特爾激進的10nm製程。

至此,在大概率捨棄華為的訂單後,臺積電成為美系科技巨頭的專屬晶片加工廠。現而今的臺積電,對全球的消費電子業,已經具備一髮千鈞的效用。看看臺積電的客戶,你就不會懷疑這一點:蘋果、高通、AMD、英偉達、聯發科,現在極大可能的又增加了英特爾。

市場和現實已經承認,臺積電已成為全球半導體產業鏈的最關鍵點,其重要性甚至超過獨家生產EUV光刻機的ASML,因為即使擁有最新光刻機,也不代表擁有了最先進的晶片工藝,更不代表擁有生產當今科技關鍵AP晶片的製造能力。

英特爾褪去光環,這讓美國的晶片製造回流計劃蒙上陰影

在過去的50多年中,英特爾依靠一手包攬晶片研發、設計、製造、封測各個環節,在晶片市場上一路「披荊斬棘」,幾乎沒有競爭對手。

最早之前,包括英特爾、AMD、TI(德州儀器)、ST(意法半導體)等,均採用IDM模式。後來,隨著臺積電為代表的晶圓代工廠的崛起,才讓不少廠商轉變模式,只專注於晶片設計、銷售環節,不負責晶片的生產製造。

2014年,英特爾自豪地向業界推出領先所有的對手的14nm工藝,顯著減少功耗、成本。但是,英特爾沒想到,自己的製程工藝從此停留在了14nm節點。5年過去,落後的對手一個個從英特爾身邊走過,英特爾10nm製程因良品率、產能限制問題,直到現在都無法大規模量產,7nm製程又將肯定面臨延期,前景未卜。

在半導體行業,害怕被卡脖子的不止是中國公司,實力最強的美國也一樣擔心,因為除了唯一可以指望的英特爾之外,蘋果、AMD、NVIDIA、高通、賽靈思等公司的晶片也是海外公司代工的。

美國政策制定者正在考慮一項半導體激勵計劃,該計劃將在五年內為該行業注入約250億美元。該法案包括研發稅收抵免和設備購買抵免,旨在提高美國晶片生產的全球競爭力。而Intel作為美半導體製造的龍頭企業,被寄予厚望,多次被勸說開展代工業務,但英特爾只能報之以苦笑,現實太過於骨感了。誰能想像英特爾有一天只能靠他人的先進生產工藝,保持自己的晶片競爭力?

三星是臺積電的競爭者嗎

去年,三星公布「半導體願景2030」發展藍圖,不但雄心勃勃,而且直指臺積電而來,準備在十年內投資1160億美元,錄用一萬五千名專業人才,要在2030年之前大幅提升自家在邏輯晶片與晶圓代工市場的競爭力。

聯電與格芯Global Foundries 因為技術門檻較高和投入巨大,已經相繼退出先進位程研發,英特爾在7納米製程工藝面前躊躇不前,目前全球只有臺積電與三星有能力向7納米以下的製程挺進,延續摩爾定律。對三星來說,先進位程雖然門檻高,但半導體行業整體前景依然是藍海市場,因此三星下重注,與臺積電在先進位程一爭高下。有新聞報導,今年1月15日,三星與荷蘭光刻機設備大廠ASML籤約,採購了多臺 EUV 設備。

三星在技術上不斷追趕臺積電腳步,但產能與良率仍有一段差距;從客戶下單情況來看,目前臺積電也幾乎獨吞先進位程訂單。其實晶片工藝技術的差距,還不是三星只能望其項背的關鍵。

在晶圓代工領域,三星作為一家整合元件製造商(IDM),自家產品線齊全眾多,但有利有弊;好處是自家的半導體產品可滿足自給自足的需要,壞處是容易與外部客戶產生利益衝突與信任障礙。這也是高通的最新旗艦不大可能交給三星代工的主要理由,別太輕信來自國內自媒體的獨家新聞猜測,你們懂得。

臺積電一騎絕塵,成為全球半導體執牛耳者

2019 年 臺積電營收 346.3 億美元,淨利 111.8 億美元,淨利率高達 32%,先進位程技術(16/12/10/7 納米)的銷售金額佔整體晶圓銷售金額的 50%,在全球代工領域市場佔有率達 52%。

臺積電擁有272 種不同的製程技術,為 499 個客戶生產了 10761種不同的晶片,應用範圍包括整個電子應用產業,如個人電腦與其周邊產品、信息應用產品、有線與無線通訊系統產品、伺服器與數據中心、汽車與工業以及包括數位電視、遊戲機、數位相機等消費性電子、物聯網及穿戴式設備等。

大家可能都覺得光刻機是半導體工業的技術至難者,其實光刻機是一種高定製性設備,是否能夠發揮出優勢,與晶片生產企業的工藝設計技術和大量驗證積累息息相關。說白了,就是用好EUV光刻技術更是關鍵的關鍵。

臺積電2019 年研發費用為 29.6 億美元,接近 30 億美元。從 2000 年到 2019 年研發費用合計達 240 億美元,而從 2015 年到 2019 年的研發費用合計 128 億美元,超過前 15 年的研發費用總和。大手筆研發投入帶來的是技術的領先。

臺積電成為中美科技較量的必爭之地

疫情大流行凸顯了美國保護供應鏈不受擾斷的必要性,及對依賴海外代工晶片的擔憂,美方正致力於提高本土晶片生產能力,同時限制中國取得和發展晶片技術。臺積電以往的中立策略,悶聲發財的操作空間遭到壓縮。

由於歐美財團持有大量臺積電股份,且臺積電的設備大量源自ASML 、應用材料、科林(泛林)、科壘等歐美公司,而且臺積電畢竟是臺灣公司,所以在基本形勢沒發生變化的情況下,斷供華為成為臺積電的無奈選擇。

但是,目前的臺積電在全球半導體產業的地位如日中天,當風險已經成為現實降落在我們頭上時,比如華為已經遭到臺積電終止後續訂單了,對於美國來說這同樣是風險。美國那些巨頭企業如蘋果、高通,無不依賴臺積電幾乎是唯一擁有的先進位程技術,這甚至比EUV光刻機生產商ASML的地位更加重要。所以,如果從某種戰略意義上考量,美國的風險也是顯而易見的,臺積電的斷供是美國能承受的嗎?比如當年的地震使得存儲晶片價格瘋漲。

寫在最後

華為的斷供,意味著我們不能太指望臺積電在半導體加工端,給予我們支持,這一刻過早的來到,從長遠來看是利好,但短期內必將造成我們一定的困局。我國集成電路正處於高速、蓬勃發展的時期,許多鏈條領域存在「短板」,而且我們是「全而不強」,核心技術也受制於人。形勢還是很緊急的。

國家晶片產業鏈的自主可控究竟發展到哪一步了,這才是大家更為關注的事情,我可能會在下一篇文章敘述相關內容。

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    不過這裡要說一下,不是只有EUV的光刻機才可以生產7nm的晶片,其實在DUV的時候,也是可以生產的。,為什麼我們在生產7納米晶片的時候,不去用EUV的光刻機去生產呢?10臺,然後三星是6臺,英特爾是3臺,剩下的一臺應該就是給了中芯國際了,所以說,在這種光刻機的市場,並不是你有錢就可以買得到的,最關鍵的問題不是貴或者不貴,而是能不能買到的問題。
  • 同樣是造7納米晶片,為什麼EUV光刻機比DUV光刻機貴一倍?
    光刻機作為生產製造半導體晶片的關鍵設備,其技術和先進程度直接影響著晶片的工藝和性能,比如說目前非常熱門的7nm級晶片,臺積電和三星基本都採用ASML生產的EUV光刻機來製造,產能也開始趨於穩定,然而,很多人可能認為想要造7nm晶片就只能靠EUV光刻機,其實使用傳統的DUV光刻機也是可以製造的
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    眾所周知,光刻機是晶片生產的必備設備。沒有光刻機,可能無法生產出高端晶片。尤其是高端光刻機,一臺EUV光刻機的價格超過1億美元,普通晶片企業連一臺光刻機都買不起,更別說建生產線了。ASML光刻機在一般企業根本買不到,只有臺積電等企業,才能購買ASML光刻機,因為臺積電是ASML的股東,擁有優先供貨權。然而,最近TSMC發生了許多大事。例如,9月15日之後,TSMC將無法與華為籤約。因為美國限制了華為的晶片供應,使用其技術的公司除非獲得許可,否則不允許向華為提供生產服務。
  • 得光刻機者得天下?臺積電:下單55臺EUV光刻機,還是發愁
    對於半導體代工企業來講,光刻機是關鍵中的關鍵。如果沒有光刻機,那麼就沒辦法製造出高端晶片。如果把範圍繼續縮小,能夠製造EUV光刻機的企業,那麼在全球範圍內,有且僅有一家企業具備這樣的能力,它就是ASML公司。EUV光刻機就是生產5nm工藝及以下晶片的關鍵設備,如果沒有它的話,是不可能製造出5nm工藝及以下的晶片的。
  • 得光刻機者得天下?臺積電:下單55臺EUV光刻機,還是發愁!
    對於半導體代工企業來講,光刻機是關鍵中的關鍵。如果沒有光刻機,那麼就沒辦法製造出高端晶片。華為遭受到美G的晶片打壓,雖然國內半導體產業也在迅速的進行布局和研究,但是光是光刻機就已經給國內半導體的發展製造了不小的障礙。
  • 同樣可以造7納米晶片,為什麼EUV光刻機比DUV光刻機貴一倍?
    光刻機作為生產製造半導體晶片的關鍵設備,其技術和先進程度直接影響著晶片的工藝和性能,比如說目前非常熱門的7nm級晶片,臺積電和三星基本都採用ASML生產的EUV光刻機來製造,產能也開始趨於穩定,然而,很多人可能認為想要造7nm晶片就只能靠EUV光刻機,其實使用傳統的DUV光刻機也是可以製造的。
  • 臺積電霸氣官宣!13臺EUV光刻機將進入中國市場:成絕對王者
    【11月19日訊】眾所周知,全球高端晶片代工市場份額幾乎都被臺積電、三星所壟斷,而製造高端晶片最為關鍵的EUV光刻機設備,則被荷蘭光刻機巨頭ASML所壟斷,全球唯獨ASML公司可以生產製造EUV光刻機設備,這也直接導致EUV光刻機設備供不應求,即便是中芯國際在2018年就向ASML公司訂購了一臺
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    晶片關鍵技術迎來「破冰」在各國各企業的努力下,晶片成功突破到了5nm。5nm是目前世界上最先進的製程工藝,臺積電用了33年時間才做到了這一點,在今年第一季度實現大規模投產。相比之下,我國在晶片製程工藝上還有很大的進步空間,以中芯國際的代工水準來看,是在14nm。
  • euv 光刻機技術有技術儲備,為什麼
    國內頂級的晶片製造公司也是去國外見識過荷蘭的光刻機生產車間,整個流程走下來還是有非常多的震撼,甚至還有人喊出來即使ASML把圖紙全部給我們,我們也很難複製下來。真的是這樣嗎?沒有製造出來?隨著華為「塔山計劃」 的推出,國內euv光刻機技術也呼之欲出;今年國家對晶片領域巨大的投入,相信通過國家和華為的科研技術的整合和投入這些問題會迎刃而解;
  • 國內一臺都買不到,臺積電又買50臺Euv光刻機,差距這麼大
    晶片問題一直以來都是我們國內非常難以解決的問題。雖然說最近這幾年我們國內在晶片設計方面有了重大的突破,但是在晶片生產製造方面卻一直卡在一個難以突破的關卡。而這其中最大的難點無疑就是生產晶片必備的光刻機,目前世界上最先進的光刻機是由荷蘭公司ASML生產,全球頂尖的代工廠商所使用的光刻機都是來自這家公司。而其實我們國內的代工廠商很早也向ASML提交了購買的申請,但直到如今EUV光刻機我們依然一臺都買不到。我們國內一臺都買不到,這就和目前全球最頂尖的代工廠商臺積電形成了鮮明的對比。
  • 國內一臺都買不到,臺積電又買50臺Euv光刻機,差距這麼大
    晶片問題一直以來都是我們國內非常難以解決的問題。雖然說最近這幾年我們國內在晶片設計方面有了重大的突破,但是在晶片生產製造方面卻一直卡在一個難以突破的關卡。而這其中最大的難點無疑就是生產晶片必備的光刻機,目前世界上最先進的光刻機是由荷蘭公司ASML生產,全球頂尖的代工廠商所使用的光刻機都是來自這家公司。
  • ASML對外宣布:光刻機技術在上一臺階,臺積電卻笑不出來
    而除了在技術上保持優勢之外,臺積電之所以能夠在晶片代工領域獨佔鰲頭,也是因為asml的光刻機。因為光刻機是生產7納米以下晶片的必要設備,除此之外還能夠提升現有晶片的良品率,所以對於很多晶片代工廠商來講, EUV 光刻機一機難求,而三星方面在得知臺積電已經在不斷買進euv光刻機之後也在想辦法購買,甚至三星的副總裁李在鎔還親自來到了荷蘭與阿斯麥進行協商。
  • 荷蘭光刻機終於到貨!但並非EUV光刻機,和臺積電差距拉大
    媒體報導,由我國中芯國際進口的荷蘭ASML光刻機終於發貨,如今已經順利入廠,然而此次進口的光刻機並不是最先進的EUV光刻機,而是比較落後的DUV光刻機,不過不管是哪種光刻機,都解燃眉之急,其中最先進的就是EUV光刻機,由於種種原因,我國始終無法進口這款光刻機,在現階段制約了我國晶片產業的發展,那麼,此次我國得到的DUV光刻機和EUV光刻機有什麼區別呢?
  • 中科院宣布入局光刻機,臺積電總裁馬上發聲,原因很現實
    無法超越的晶片製造技術。在電子行業這一領域技術是佔據第一位的,就比如說華為研發出來的5g技術,在全球範圍內都很難找出對手,因為一個新的技術需要很長時間進行突破,其中所能掌握的關鍵技術也很難被他人輕易的破解。
  • 臺積電又買了13臺EUV光刻機?
    在今年早些時候,臺積電錶示,公司已在全球範圍內部署並運行了大約50%的所有極紫外(EUV)光刻工具,這意味著該公司使用的EUV機器比業內任何其他公司都要多。而根據Digitimes最近的一份報告,為了保持領先地位,臺積電已經訂購了超過十二臺ASML的Twinscan NXE EUV光刻機,並將於明年交付。
  • ASML官宣,光刻機將捅破「摩爾定律」極限,EUV有望出口國內
    作為當前最難的技術之一,在全球範圍內,晶片的生產製造目前僅僅只有臺積電和三星能夠量產7納米以下製程的晶片,就算是英特爾也不能掌握這樣的技術,在這樣的情況下,就導致了臺積電和三星完全處於一種相對壟斷的地位。晶片瓶頸晶片為什麼會這麼難製造呢?
  • 一臺頂級光刻機價格可能不止10個億|光刻機|euv光刻機|peter...
    近年來,在媒體和企業的等多重宣傳下,光刻機逐漸成為茶餘飯後的談資。光刻機是晶片製造中光刻環節的核心設備, 技術含量、價值含量極高。 光刻機涉及系統集成、精密光學、精密運動和高精度微環境控制等多項先進技術,是所有半導體製造設備中技術含量最高的設備,因此也具備極高的單臺價值量,價格自然不菲。
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    光刻機等技術瓶頸,列為接下來的工作突破重點,正式立項,晶片大家都知道,華為手機就是因為晶片被斷供,所以手機業務都可能暫時停滯,目前國際主流的生產晶片流程,一般分為三步,分別是設計、製造和測封,我國在啊晶片的設計和測封上都是國際一流的,唯獨在晶片的生產上,落後很多。