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制程越來越小 這才是芯片一直缺貨的原因

這才是芯片一直缺貨的原因
2021-06-12 13:35 來源: 編輯:快科技 瀏覽量:0

日前,低調(diào)的藍(lán)色巨頭IBM宣布在芯片制造工藝上取得重大突破。

據(jù)他們說,已經(jīng)打造出全球首個2nm芯片制造技術(shù),與7nm芯片相比,計算速度快45%,能源效率搞75%,并且相比5nm芯片擁有更小的體積和更快的速度,有助于提升網(wǎng)絡(luò)連接和數(shù)據(jù)處理速度,并提升自動駕駛汽車檢測物體的反應(yīng)時間。

但對于消費者而言,技術(shù)更先進(jìn)只是個噱頭,畢竟只要沒有量產(chǎn),談什么都是虛的?,F(xiàn)在更現(xiàn)實的問題是:什么都漲價了,而且都缺貨。

無論是游戲玩家心心念念的游戲主機,還是搭載了AMD處理器的筆記本電腦,都是清一色的無貨,哪怕是自己有廠的英特爾,今年在芯片的供應(yīng)上也略顯緊張。

那其他市場呢?也一樣不好過,汽車市場大家都心知肚明,畢竟芯片供應(yīng)荒最早就是汽車產(chǎn)業(yè),家電市場也是如此,冰箱空調(diào)等家電也迎來了一波漲價。

而最讓筆者苦笑不得的是,由于上游面板廠商漲價加上芯片供應(yīng)不足,筆者前年買的顯示器居然硬生生漲了500左右,實實在在的多米諾骨牌效應(yīng)已經(jīng)爆發(fā)了。

與半導(dǎo)體有關(guān)的所有產(chǎn)品,短期內(nèi)都不見有下調(diào)價格的勢頭。

那么,到底是什么造成了芯片荒呢?只是新冠疫情嗎?

在筆者看來,新冠疫情只是加劇了生產(chǎn)的難度,而造成這些的前提,正是越來越小的芯片制程。

眾所周知,制造芯片是一個極其復(fù)雜的流程,大致可以分為高純度單晶芯片生產(chǎn)-光刻-蝕刻-氣相沉積和離子植入-研磨切割-封測-交付用戶幾個階段。

所以,這一輪席卷全球的“芯片荒”的原因自然也要在芯片生產(chǎn)的過程中去尋找。

好巧不巧的是,2019年開始,三星和臺積電這兩家全球頂尖的芯片生產(chǎn)代工企業(yè),展開了一輪“攻破芯片生產(chǎn)最小納米數(shù)”的競爭。

當(dāng)然,這背后也有著精細(xì)的算盤:由于芯片是一個投入巨大但產(chǎn)出極不穩(wěn)定的行業(yè),原本從設(shè)計到生產(chǎn)都由一家公司完成的生產(chǎn)模式逐漸向芯片需求方提供設(shè)計,第三方接單生產(chǎn)的代工模式生產(chǎn),做代工的自然想多賺錢。

那么對于臺積電這樣的企業(yè)來說,為了保證能在生產(chǎn)芯片作為自己帶來最多的優(yōu)勢,購買的光刻機等先進(jìn)設(shè)備能最大范圍的利用,從而把控成本。

自然就要想盡辦法在同樣大小的硅片上制作更多的芯片,或者在相同面積大小的硅片上增加晶體管的密度,從而提升芯片的效果和能力。

因此,各個芯片代工廠之間的競爭也從摩爾定律逐漸轉(zhuǎn)移為“極致的納米數(shù)競爭”。

也就是說,芯片制程的縮小,不僅是各家芯片工廠與代工廠之間的競爭,也是這次芯片荒的重要前提,因為在當(dāng)時,恐怕沒人想到疫情會如此嚴(yán)重,也不會想到在材料上會出大問題。

制程越來越小 這才是芯片一直缺貨的原因

是的,用于生產(chǎn)芯片的晶圓也出現(xiàn)了問題。

上文已經(jīng)說過,臺積電等廠商更愿意把精力更多地放在面向7nm、5nm先進(jìn)制程上,而這些先進(jìn)制程使用的是12英寸晶圓,主要是為了降低成本。

在此之前,絕大多數(shù)代工廠最先進(jìn)的生產(chǎn)線都是8英寸晶圓生產(chǎn)線,多用于做電源管理、邏輯芯片,例如家電、汽車等產(chǎn)業(yè),但對代工廠來說,利潤率卻比較低。

代工廠打著做12英寸晶圓賺錢的小算盤,客觀上造成了消費電子、工業(yè)市場和汽車廠商需要的8英寸圓晶產(chǎn)能減少,模擬IC、存儲IC、PMIC、驅(qū)動IC、MOSFET等元器件的生產(chǎn)也隨之受到影響。

另一方面,由于12英寸半導(dǎo)體的單晶硅需要改良的工藝和更高純度的單晶硅材料,然而硅材料廠家中,能夠突破技術(shù)難題的并沒有多少,而且受限于產(chǎn)能,使得硅材料的供給量有所下降,進(jìn)而導(dǎo)致了芯片的價格上升。

根據(jù)中國有色金屬工業(yè)協(xié)會硅業(yè)分會的消息,在3月份國內(nèi)硅材料的出廠價格已經(jīng)上漲到10萬元一噸,原料的漲價最終也影響到了芯片層面。

當(dāng)然還有不得不提的新冠疫情,疫情導(dǎo)致了全球?qū)﹄娮赢a(chǎn)品需求激增,但廠商們對疫情后續(xù)需求預(yù)測保守,美國對部分國產(chǎn)企業(yè)的制裁引發(fā)大量備貨,對整個芯片產(chǎn)業(yè)鏈而言,延續(xù)時間不短,其他廠商填補空缺也同樣需要大量備貨。

每一家在產(chǎn)品中使用芯片的公司都在恐慌購買以支撐其庫存,多種因素交織下,造成芯片行業(yè)需求激增和滿負(fù)荷運轉(zhuǎn),且沒有備用產(chǎn)能,最終也反噬到了芯片市場。

在這個生活中處處離不開半導(dǎo)體和芯片的時代,可以預(yù)見的是今年的芯片荒可能影響的是兩三年內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)品的價格,電子產(chǎn)品的漲價基本已是板上釘釘。

至于芯片荒還會持續(xù)到何時,到現(xiàn)在仍然是個未知數(shù)。

原文地址:https://news.mydrivers.com/1/762/762900.htm
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