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深度
界面新闻记者 | 李彪
今年1月，荷兰ASML生产的第一台High-NA EUV光刻机首次开箱面世。这台总重约150吨、需250个集装箱才能装下的庞然巨物，可将世界上最先进的芯片制程从3纳米进一步缩小至2纳米。它的出现也打响了半导体厂商量产2纳米芯片的第一枪。
作为全球排名第一的晶圆代工厂，台积电是跑得最快的选手。
据台湾《工商时报》3月29日报道，台积电2纳米制程布局全线提速，公司位于新竹宝山Fab20 P1厂将于4月进行设备安装工程，为其2纳米芯片量产热身准备，预计台积电宝山P1、P2及高雄三座先进制程晶圆厂均于2025年量产，吸引苹果、英伟达、AMD及高通等客户争抢产能。
虽然台积电回复媒体称不发表评论，但按照公司2022年7月在投资者会议上公布的路线图，2纳米制程将在2024年试产，2025年量产。台积电正按规划时间表如期于今年开启2纳米芯片的生产。
除台积电外，2纳米赛道上也出现了三星、英特尔追赶的身影。
作为与台积电在5纳米、3纳米缠斗多年的老对手，三星在2纳米的竞争上也步步紧逼。根据韩国媒体ZDNet报道，三星已通知客户和合作伙伴，将从今年年初开始将其第二代3纳米制程更名为2纳米制程。虽然公司始终未回应外界对其“靠改名领先对手”的质疑，但日前已官宣2纳米或将在今年底前开始量产。
而英特尔则是重返赛场的“新对手”。早年靠制造芯片创业，但后来被台积电与三星甩在身后，又在10纳米、7纳米制程上接连折戟后，英特尔在芯片制造领域明显掉队，先进制程芯片几乎全部外包给台积电代工。
但自从现任CEO帕特·基辛格上台后，公司便在其领导之下计划重振制造芯片的晶圆代工业务。在2月份举办的首届Intel Foundry Direct Connect大会上，英特尔公布了旗下intel 18A（按照英特尔官方定义为1.8纳米、但业内通常将其与对手的2纳米进行横向对比）、及更先进的未来制程路线图，且intel 18A规划的量产时间与两大对手相近，2024年下半年准备就绪量产，2025年会推出基于18A的产品。
距离台积电、三星在2022年推出3纳米制程芯片刚满一年，2纳米的竞争就已经被提上日程。面对台积电全球第一大芯片代工厂的领先地位，三星、英特尔都不约而同地将2纳米看作弯道超车的机会——前者喊话要在三年之内重夺芯片市场第一，后者誓言要在2030年建成全球第二大代工厂。
2纳米变成新战场
按照半导体行业经典的摩尔定律，集成电路可容纳的晶体管数目，每隔18个月便会增加一倍，性能相应也增加一倍。大众所知的几纳米通常指代晶体管的尺寸，为在集成电路上尽可能容纳更多的晶体管，从10纳米到7纳米，再到5纳米、3纳米，晶体管尺寸越做越小，芯片也相应越来越小。
2纳米最早出现在2021年。IBM当时发布了全球首颗2纳米制程的芯片。根据官方资料介绍，IBM的这颗2纳米制程芯片是将大约500亿晶体管放在一片指甲盖大小的芯片上，与7纳米制程的芯片相比，其运算速度将快45%，效率则将提高75%。但业内普遍认为IBM作为研究机构，尚不具备量产的能力，2纳米制程芯片从实验室到量产，还需要一段时间。
在芯片制程尺寸不断缩小的过程中，芯片厂商需要解决的问题更多，例如漏电。在台积电为2纳米芯片设计的技术方案中，首次用上了GAAFET架构。GAAFET架构全称全包围栅场效应晶体管，与突破14纳米制程以下沿用的FinFET架构不同，GAAFET利用栅电极覆盖电流通道的四个侧面，而非传统的三个，能够让晶体管继续缩小下去而不漏电，从而允许在降低运行功率的情况下显着提高性能。
类似具有里程碑意义的方案还包括晶圆背面供电。较于传统正面供电，这项技术能够降低电压降，从而减少功耗，显著提升芯片性能的表现。
此前，三星已经在其3纳米制程上采用了上述两项技术方案，英特尔也在持续跟进。多位产业人士表示，从2纳米开始，GAAFET与背部供电将会成为行业标配。
长期关注半导体制程工艺的全德学投资总监方亮向界面新闻介绍，每一代制程在内部大致分研发与量产两个阶段。芯片厂首先在实验室不计代价地投入制造出少量的晶圆，紧接着掌握技术、提升良率至30%-40%；然后量产部门就会接手，依次进行风险试产、小规模量产，再到大规模量产，不断推高良率并提升产能。等到芯片良率达到60%-70%左右，就可以基本保证“商业化阶段凑活够用”。
当一家芯片厂商在某代制程芯片上可以保持80%以上的良率，月产能攀升至10万片，它就基本能在这一代先进制程工艺上站稳脚跟。
同时，为保持足够快的迭代节奏，芯片厂商会保持“量产一代、研发一代、储备一代”的工作流程。
据《财经十一人》此前报道，台积电一般会有三个团队，同步开展三代制程的研究。一个团队从事3纳米制程的研发和良率的提升，一个团队从事2纳米制程的研发，还有一个团队会进行1.5纳米制程路径的研发。3纳米制程量产后，3纳米制程的团队就会跳到1.5纳米的团队加入研发，1.5纳米的团队就跳往下一代更小制程的路径研发，如此滚动接力。因此外界看来每两年推出一代先进制程的周期，内部布局常常有五六年之久。
按照三星、台积电、英特尔三家已经公布的时间表，2纳米将在2025年实现量产，而该年被行业视作一道分水岭。随着芯片尺寸越做越小，每一代制程的成本投入更大，性能提升的幅度反而更小。
摩尔定律的提出者、已故的英特尔创始人戈登·摩尔曾预测摩尔定律的极限将于2025年左右到来，台积电创始人张忠谋也持有同一观点。
巨头站位之争
TrendForce集邦咨询分析师乔安接受采访分析称，目前观察各家2纳米芯片的客户状况来看，以台积电最为积极，已有超过10家客户导入研发；三星的2纳米基础仍建立在其3纳米制程技术上，需要持续观察良率改善情况；英特尔独立对外部客户的服务则主要集中在Intel 18A制程上。她判断，预计要到2026年才会看到各家2纳米产品出现在市面上。
芯片制程的迭代已经形成了一个涉及多个行业参与者、技术和市场动态的成熟生态系统，其中不仅包括台积电、三星等半导体制造商，还包括英伟达、AMD等设计和IP公司，像苹果、联发科、高通智能终端客户经常需要参与共同开发。
专注于科技行业的国际研究机构Omdia的半导体研究总监何辉告诉记者，台积电这一类成熟的芯片制造厂商一直都是保持相对固定的迭代模式，某一代制程芯片实现量产了，同年就会对外公布下一代的目标，包括制程工艺与量产时间。
何辉判断，80%的良率是台积电量产的一个最低限度，而像其内部成熟的技术工艺，如5纳米，良率应该已经超过95%，大规模量产就已经可以持续盈利。
作为全球排名第一的芯片制造厂商，无论从技术成熟度，还是从生产能力与规模而言，台积电都是该领域碾压对手的霸主。半导体行业长期又是一个头部效应极度明显的市场格局，“老大吃肉，老二喝汤，老三挨饿”是常态。
在冲击2纳米的赛道上，台积电同样已经领先竞争对手多个身位，以最近的上一代3纳米制程最为典型，台积电目前被普遍认为是市场上唯一的胜利者。
此前与台积电激烈竞争3纳米的对手主要是三星。2022年6月，三星宣布推出的3纳米制程工艺，领先台积电近6个月，但之后便陆续被媒体曝出深陷良率黑洞，无法满足客户要求。
有行业人士对记者分析，三星虽然在7纳米、5纳米及3纳米上紧咬台积电，但从客户的选择来看，主要是作为台积电的“二供”。据TrendFoce研报此前透露，高通将选择台积电、三星作为最新一代骁龙处理器3纳米芯片的“双供应商”，但最终又因良率问题放弃，全面转投台积电。目前，三星3纳米芯片在业内并未传出有大客户买单。
与之形成鲜明对比，台积电从2022年12月推出3纳米制程后，良率与产能稳步爬坡，接连拿下苹果、高通、联发科等大客户订单，3纳米芯片产量正在开始逐步增加，目标要在2024年下半年实现80%产能利用率。
目前市场上以苹果为代表的智能手机厂商是采用3纳米制程的主要客户，安卓机厂商会在其后陆续发布相应的产品。
2025年是3纳米制程的普及之年，智能手机CPU SoC芯片（系统级芯片）将会是最主要的应用。据台媒Wccftech报道，台积电已经打算在2024年将3纳米月产能提高至10万片，同时专注于进一步提高良品率。同时，三星也在尽全力提升良率、争取用户。
三家之中，英特尔在芯片制造领域长年缺少存在感。
根据TrendForce历年统计的全球十大晶圆代工厂，台积电稳定以60%上下的市场份额稳居第一，三星约占10%排第二，英特尔仅在2023年第三季度首次入选，份额只有1%，下一季度又被其他厂商超越。
但也有行业人士对记者表示，英特尔今年一季度开始内部重组，将设计与制造彻底分开，将晶圆代工业务独立且自负盈亏是其一项重要改革。另值得关注的是，ASML今年生产的High-NA EUV光刻机，英特尔是业内第一家拿到首批6台的客户，这一系列动作都可以解读出这家老牌芯片巨头“壮士断腕”、发力2纳米的决心。
当前市场对先进制程芯片的需求只增不减。随着AI热潮的爆发，英伟达数据中心GPU芯片在全球抢购成风，虽然相比于智能手机SoC芯片，数据中心芯片对于先进制程的需求较为保守，英伟达GTC大会上发布的最先进B200芯片使用的仍是台积电的4纳米方案，但随着算力需求快速膨胀，其不久之后势必会将先进制程芯片总量推向一个前所未有的量级，先进制程芯片的产能仍是各家争抢的目标。
台积电董事长刘德音最近在IEEE网站上署名发表文章，把半导体行业过去50年缩小芯片尺寸的努力比作“在隧道中行走”。如今距离摩尔定律的极限越来越近，行业已经走到隧道的尽头，半导体技术将变得更加难以发展，2纳米将会是芯片巨头抢滩的关键一战。
英特尔首次披露芯片代工业务
财联社4月3日讯（编辑 马兰）英特尔周二披露了2023年度半导体代工业务的财务情况，这也是英特尔首次单独披露芯片制造业务的收入总额。历史上看，英特尔一般将自己设计及制造的芯片汇总进行披露。
英特尔表示，其代工业务在2023年营业亏损70亿美元，销售额为189亿美元。而2022年，其代工业务销售额275亿美元，营业亏损规模在52亿美元，这代表着去年英特尔在代工业务上的疲软态势加剧。
这也让英特尔冲击台积电芯片制造地位的雄心受到打击。在该报告出炉之后，英特尔股价在美股盘后下跌4.3%。
艰难时刻尚未过去
英特尔首席执行官Pat Gelsinger表示，2024年将是该公司芯片制造业务运营亏损最严重的一年，预计到2027年左右才会实现运营盈亏平衡。
Gelsinger还指出，代工业务因诸多错误决定而受到拖累，包括一年前反对使用荷兰公司阿斯麦的极紫外光刻设备。虽然这些机器的成本可能超过1.5亿美元，但它们比较早版本的芯片制造设备更具成本效益。
他补充称，由于这些失误，英特尔将晶圆总数的约30%外包给了台积电等外部制造商。而英特尔现在的目标是将该数字降至20%左右。
据Gelsinger称，在EUV之前的时代，英特尔耗费巨大且缺乏竞争力，导致一再落后；但在后EUV时代，英特尔将在价格、性能和尖端制造方面恢复竞争力。他还承诺将比竞争对手先一步实现18A制程节点，并因为该技术的突破而在成本上与竞争对手看齐。
作为英特尔“焕新”的重要部分，该公司目前计划斥资1000亿美元在美国四个州建设或扩建芯片工厂。公司高管也在积极推销其新的芯片制造业务，希望吸引更多的代工客户。
（财联社 马兰）
韩芯片出口持续增长
最新数据显示，韩国芯片出口连续多月增长，在一定程度上反映了全球科技产品需求正在持续复苏。据韩联社报道，当地时间4月1日，韩国产业通商资源部公布的数据显示，韩国今年3月份芯片出口117亿美元，同比增长35.7%，连续5个月增长，且为2022年6月以来单月最高。显示器出口增长16.2%，计算机出口也增长24.5%，凸显出技术需求带来的增长势头。
韩国芯片出口持续增长
近几个月来，韩国芯片销售一直很活跃，使得整体出口出现反弹。数据显示，韩国今年3月出口同比增长3.1%，为565.6亿美元，单月出口连续6个月保持增势。同期，进口为522.8亿美元，同比减少12.3%。由此，3月贸易收支实现42.8亿美元顺差。单月贸易收支自去年6月以来连续10个月保持顺差。
此外，根据韩国科技部的统计数据，2024年2月韩国半导体出口额同比增长62.9%，达到99.6亿美元。其中存储芯片出口额60.8亿美元，同比增108.1%；逻辑芯片出口额34.2亿美元，同比增长27.2%。
分析指出，这显示韩国整体工业生产的增长超出预期，鉴于半导体在韩国出口中所占的份额最大，这一利好数据也预示了韩国国内经济增长的势头较好。
全球科技需求持续复苏
据外媒报道，近几个月来，全球芯片需求保持强劲的增长态势，尤其是在全球众多智能手机制造商、数据中心运营商和人工智能应用软件开发商的芯片订单推动下，DRAM存储以及NAND闪存芯片价格均大幅回升，带动韩国芯片出口额激增。
市场分析机构TechInsights的数据显示，2023年四季度全球智能手机出货量同比反弹7.1%，达到3.17亿部，结束了过去连续九个季度的低迷态势。从分类上来看，隶属于DRAM的HBM需求尤其强劲，全球企业对于英伟达AI GPU需求激增，这将带来与英伟达AI GPU全面绑定的HBM存储的强劲需求，而来自韩国的SK海力士在全球HBM存储市场占据最大份额，三星则在更广泛的DRAM存储市场占据领导者地位。
世界半导体贸易统计组织（WSTS）公布的半导体行业展望数据显示，预计2024年全球半导体市场规模为5883.64亿美元，相比上年有望实现大幅增长13.1%。WSTS表示，这一扩张预计将主要由覆盖PC、大型数据中心服务器以及智能手机等应用的存储领域所推动，预计几乎所有关键类别，包括分立器件、传感器、模拟芯片、逻辑芯片和MCU等，都将呈现个位数增长。
由于需求持续复苏，全球芯片行业的顶级参与者韩国三星电子和SK海力士等也在不断扩张。
据媒体报道，SK海力士计划在韩国京畿道中部的龙仁市投资兴建一座庞大的半导体生产园区，耗资至少120万亿韩元（约合907亿美元）。根据SK海力士的规划，新的生产园区将于2025年3月正式破土动工，首座晶圆厂预计将在2027年完工，整个园区的建设工程则预计将在2046年全面竣工。除了SK海力士外，三星也选择了在附近建造类似的半导体生产园区，其中还有研发中心。
人工智能成为最大推动力
市场研究公司Omdia的最新研究表明，经过最近几个季度的库存调整，预计到2024年，全球半导体供应链将达到约6000亿美元。而随着企业越来越多地利用生成式人工智能 （AI）的应用，将推动整个供应链的新需求以至半导体行业的发展。
美国半导体行业协会（SIA）统计数据显示，全球半导体行业销售额自2023年末开始因人工智能芯片强劲需求而明显回升。SIA统计的2023年第四季度销售额约为1460亿美元，同比增长11.6%，环比增长8.4%。关于2024年半导体行业销售额预期，SIA总裁兼首席执行官诺伊弗在数据报告中预计，2024年整体销售额将比2023年实现两位数级别的增幅。
路透社评论称，主要科技公司和企业，对生成式AI技术的最新进展产生了浓厚兴趣，对人工智能芯片的需求也因此增加。
Omdia半导体研究高级分析师温璟如评论称：“英伟达目前在AI加速器市场占据主导地位，尤其是在云端和数据中心部署方面。同时，像谷歌、亚马逊和微软这样的主要超大规模云服务提供商，正在开发自己的AI应用专用集成电路（ASIC）。此外，支持离线AI应用程序执行的紧凑型人工智能模型的问世，边缘人工智能的采用率显著提高，尤其是在人工智能电脑和智能手机中。高通利用其在智能手机领域AI功能方面的丰富经验，在AI电脑市场取得显著进步。”
与此同时，资本市场的表现也印证了人工智能对于芯片行业的推动作用。近一段时间，投资者对人工智能的狂热推动了外国资金流入韩国股市，并创下有史以来最高的季度流入纪录。数据显示，2024年前三个月，海外投资者净买入了122亿美元的韩国本土股票。其中，这些投资者最青睐的是活跃在全球人工智能供应链中的芯片制造商，如三星电子吸引了41亿美元，SK海力士吸引了13亿美元。
根据韩国金融投资协会的数据，截至3月28日，这些押注推动韩国KOSPI指数的外资持股比例达到34.42%，为2021年第二季度以来的最高水平。韩国投资机构Daishin Securities Co.分析师Kyoung Min Lee表示，由于人工智能带来了动力，内存芯片行业好转的可见度提高，预计外国投资者将继续在现货市场买入韩国股票。
传芯片制造商Cerebras Systems
据知情人士透露，芯片制造初创公司Cerebras Systems Inc.已选择花旗作为其首次公开募股(IPO)的牵头银行。
知情人士表示，这家硅谷公司在与潜在顾问就美国上市事宜进行讨论后选择了这家银行。据1月的报道称，Cerebras计划最早在今年下半年上市，并可能在IPO中寻求超过2021年融资40亿美元的估值。
知情人士表示，Cerebras IPO提供的细节可能会发生变化，可能会有更多顾问加入该公司阵容。对此，Cerebras和花旗的代表拒绝置评。
上个月，社交媒体平台Reddit(RDDT.US)和半导体连接公司Astera Labs(ALAB.US)成功在美上市，这为未来更多公司的IPO奠定了基础。云和数据安全初创公司Rubrik Inc.(RBRK.US)、数字营销软件公司Ibotta Inc.(IBTA.US)和大宗商品经销商Marex Group Plc(MRX.US)等公司都在过去两周提交了IPO申请。
根据当时的一份声明，Cerebras在2021年的F轮融资中筹集了2.5亿美元，估值超过40亿美元。本轮融资由Alpha Wave Ventures、阿布扎比增长基金和G42领投。声明显示，Cerebras的现有投资者包括Altimeter Capital、Benchmark Capital和Coatue Management。
对标英伟达
据了解，Cerebras早些时候推出了其最新的Wafer Scale Engine3芯片(WSE-3芯片)。
该公司称，WSE-3芯片是专为训练业界最大的AI模型而构建的，这款新器件使用台积电(TSM.US)的5纳米工艺打造，包含4万亿个晶体管，90万个AI核心。而相比之下，英伟达(NVDA.US)H100芯片所包含的晶体管数量为800亿个。
值得注意的是，在介绍WSE-3芯片性能参数时，Cerebras将这款产品全面对标英伟达H100，公司介绍页信息显示，在人工智能训练加速方面，该芯片的性能是H100的8倍。
该公司在一份新闻稿中介绍：“您可能已经看到Cerebras表示其平台比NVIDIA的平台更易于使用。造成这种情况的一个重要原因是Cerebras存储权重和激活的方式，并且它不必扩展到系统中的多个GPU，然后扩展到集群中的多个GPU服务器。”
