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姚七其其

台积电的造芯工艺这么牛,大陆企业难道永远无法超越吗?

中国台湾的芯片代工企业台积电,是目前世界上拥有最先进芯片制程的企业之一,在智能手机芯片市场,台积电的市场份额逼近70%。苹果的芯片是由台积电直接代工的,华为的麒麟芯片之前也是由台积电代工的,其他的手机厂商采用的高通、联发科芯片,很大一部分也是由台积电代工的。

那么台积电为啥这么牛呢?主要是因为台积电本身在芯片代工领域起步较早,率先研发出了先进制程,并因此获得了巨额利润,进而又把一部分利润投入到更先进制程的研发和产线搭建中,因此始终领先对手一步。简单来说就是一步领先步步领先。

照这么说,台积电就永远立于不败之地,其他芯片企业就只能望尘莫及了吗?当然不是。

原因一是芯片制程正在逐渐逼近物理的极限,现在顶尖的芯片采用的是4纳米、5纳米制程,明年3纳米制程芯片会大规模投产,预计到2025年会实现2纳米制程,之后制程的进步将不再以个位数为单位,而是扩展到小数点后一位,比如台积电正在研发的1.4纳米制程。

芯片制程越是逼近1纳米的极限,技术难度就越大,研发周期就越长。因此就为其他企业提供了追赶的时间窗口。目前中国大陆企业能够掌握的最先进制程是14纳米,虽然与台积电等企业仍然存在不小的差距,但随着后者逐步遭遇物理极限的瓶颈,客观上为中国大陆企业提供了追赶的时机。

这其实有点儿类似于田径项目中的百米赛跑,运动员跑进10秒之后,挑战的是人体的极限。成绩不再以秒为单位,而是以毫秒、微秒为单位。在10秒以上,成绩相对是好提升的,提升速度也很快,但进入10秒以内之后就越来越难。

目前百米世界纪录是由博尔特创造的9.58秒,这个纪录将来大概率会被打破,而且一定会被别的运动员打破,但可能需要很长的时间。对于博尔特来说,他只能眼睁睁看着别人逐渐逼近进而刷新自己的纪录。

台积电在芯片制程上的领先不一定会被其他企业打破,它当然也可以自我突破,但事实是它的领先被其他企业打破的概率越来越大了。因为它的自我突破变得越来越难,而原本被它甩在身后的企业已经慢慢追赶上来了。

过去西方人一直认为亚洲运动员不可能跑进10秒以内,但中国运动员苏炳添做到了。这说明亚洲人也可以跑进10秒以内,只是过去的训练方法不够科学,装备不够先进。而中国大陆企业在芯片制程上迈入世界先进行列也只是时间问题。

除了以上原因之外,我认为台积电不会一直领先的原因其二是,通过提升芯片工艺制程获得的芯片性能提升越来越少了。也就是说,虽然芯片制程进一步提升了,但芯片性能的提升却并不明显,甚至现在许多先进制程芯片都存在高功耗的问题,反而导致了终端设备整体体验的下降。

在这方面也有一个例子可以让我们更好的理解,那就是4G和5G,虽然5G相比4G是通信技术的迭代和进步,但对许多消费者来说,5G并未带来明显的体验改善,而且更高的功耗反而降低了手机的续航。因此导致用户更换5G套餐的积极性不高,甚至出现了5G用户变更回4G套餐的现象。

对于芯片来说也是这样,如果制程的提升不能够带来性能的提升,反而导致前所未有的问题,那么一味追逐制程提升就变得缺乏必要。芯片企业必须寻找到新的办法,来解决性能提升的问题。那么,这对于在制程上目前相对落后的芯片企业来说,也是一个换道超车的机会。

基于以上两个原因,我认为未来几年中国大陆芯片产业将迎来一个前所未有的历史性机遇,在芯片制造领域追赶上中国台湾企业台积电应该不会太久了。


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09月20日 18:19
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