三星拉跨、臺(tái)積電持續(xù)漲價(jià),還有多少人愿為3nm買單?
數(shù)十年來(lái),半導(dǎo)體制程沿著摩爾定律持續(xù)向前發(fā)展,PC、手機(jī)等各類終端的性能持續(xù)提升。
但隨著近年來(lái)摩爾定律逐漸趨近極限,芯片制程提升帶來(lái)的性能提升越來(lái)越少,同時(shí)先進(jìn)制程的價(jià)格越來(lái)越昂貴,甚至價(jià)格漲幅已超過(guò)性能漲幅。
這也引起了不少消費(fèi)者的質(zhì)疑:在成熟制程(28nm及以上)能滿足大多數(shù)應(yīng)用的情況下,我們還要不要為這么貴的先進(jìn)制程買單?
臺(tái)積電制程路線圖
臺(tái)媒“DigiTimes”11月22日爆料,臺(tái)積電采用3nm制程的12英寸晶圓片單價(jià)已突破2萬(wàn)美元(約合人民幣14.3萬(wàn)元),相比7nm制程的價(jià)格翻倍,相比5nm制程漲幅也有25%。
而根據(jù)臺(tái)積電公布的路線圖,同樣功耗下,7nm制程相比5nm性能提升15%,3nm制程相比5nm,性能提升只有11%。
價(jià)格暴漲25%,性能卻只提升11%,下游終端廠商能接受嗎?
實(shí)際上,蘋果今年只在iPhone 14 Pro系列上應(yīng)用最新的A16處理器,就已被解讀為:臺(tái)積電先進(jìn)工藝制程太貴,貴到連蘋果都快用不起了,畢竟iPhone 14基本款用的還是A15。
有人可能會(huì)說(shuō),終端廠商可以把上游成本上漲向消費(fèi)者轉(zhuǎn)移。
但如今宏觀經(jīng)濟(jì)前景黯淡,用戶消費(fèi)越來(lái)越理性,手機(jī)、PC市場(chǎng)持續(xù)下滑,有多少終端廠商敢貿(mào)然提價(jià),又有多少消費(fèi)者肯出錢買單?
隨著先進(jìn)制程演進(jìn),芯片設(shè)計(jì)成本飆升
截至目前,在7nm及以下制程的競(jìng)爭(zhēng)中,能實(shí)際推進(jìn)的,全世界只有三家:臺(tái)積電、三星和英特爾。
在這三家中,只有臺(tái)積電和三星量產(chǎn)了5nm,三星則是率先宣布量產(chǎn)3nm。
然而,從行業(yè)人士爆料和實(shí)際產(chǎn)品表現(xiàn)來(lái)看,三星自5nm制程以來(lái)一直受困于良率問(wèn)題。
今年2月,有傳言稱三星4nm制程的良率僅35%,這意味著從晶圓上切割下來(lái)的芯片裸片(die),只有35%可以通過(guò)質(zhì)量控制。相比之下,臺(tái)積電4nm制程的良率可以達(dá)到70%。
換句話說(shuō),在所有條件相同的情況下,臺(tái)積電在同一時(shí)間制造的芯片數(shù)量是三星的兩倍。
6月底,三星在全球率先宣布采用GAA架構(gòu)量產(chǎn)了3nm,甚至美國(guó)總統(tǒng)拜登還曾親自到三星的3nm工廠參觀。但韓媒《Naver》日前的爆料顯示,三星的3nm制程良率還不到20%,該公司正與一家名叫Silicon Frontline的美國(guó)公司合作,試圖減少芯片缺陷,提高良率。
由于三星持續(xù)受困于良率過(guò)低,導(dǎo)致讓該公司代工芯片的高通,面對(duì)聯(lián)發(fā)科的緊追不舍,不得不將訂單轉(zhuǎn)向臺(tái)積電。繼第一代驍龍8+后,最新發(fā)布的第二代驍龍8采用的仍然是臺(tái)積電4nm。
盡管高通不排除進(jìn)入GAA架構(gòu)時(shí)代后,旗艦芯片重新采用三星、臺(tái)積電兩邊下單的策略。
但島內(nèi)行業(yè)人士認(rèn)為,三星短期難以提升良率,且先進(jìn)制程須在1年半前就要開(kāi)始展開(kāi)合作,初期投入成本昂貴,因此高通全面轉(zhuǎn)向三星的機(jī)率不大,或有可能在商業(yè)互惠合作下,象征性下單。
高通之外,市場(chǎng)之前傳出三星還要低價(jià)從臺(tái)積電爭(zhēng)搶AMD的代工訂單。而考慮到供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn),AMD也曾考慮過(guò)在三星下單。但從最新發(fā)布的產(chǎn)品來(lái)看,AMD新一代GPU、CPU仍全部讓臺(tái)積電5nm制程代工。
另外,英偉達(dá)除了H100下單臺(tái)積電4nm外,訂單最大的RTX40系列也轉(zhuǎn)向臺(tái)積電4nm。再加上老客戶蘋果及聯(lián)發(fā)科,臺(tái)積電5/4nm產(chǎn)能利用率至今仍維持滿載,彌補(bǔ)了7nm產(chǎn)能利用率下滑的缺口。
可見(jiàn),三星芯片制造良率的拉跨,不僅拖累了自己的晶圓代工業(yè)務(wù),也成就了臺(tái)積電在先進(jìn)制程領(lǐng)域的地位。這一近乎壟斷的行業(yè)地位,也讓臺(tái)積電在對(duì)每代制程進(jìn)行漲價(jià)時(shí)毫無(wú)阻力。
隨著制程技術(shù)逐代推進(jìn),臺(tái)積電的芯片代工價(jià)格也不斷創(chuàng)新高。
臺(tái)灣島內(nèi)行業(yè)人士透露,臺(tái)積電2004年底量產(chǎn)90nm芯片,采用以水為介質(zhì)的193nm浸潤(rùn)式光刻機(jī),取代傳統(tǒng)的157nm干式光刻機(jī),改寫(xiě)了全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的光刻機(jī)規(guī)格,也突破摩爾定律的挑戰(zhàn),當(dāng)時(shí)90nm制程晶圓報(bào)價(jià)近2000美元/片,65nm則超過(guò)2000美元/片。
2008年量產(chǎn)的40nm制程略增至2600美元上下,2014年的28nm則突破3000美元,10nm價(jià)格增加顯著,12英寸每片晶圓漲到6000美元上下。截至目前,28nm已足以應(yīng)對(duì)多數(shù)領(lǐng)域,但先進(jìn)制程仍在持續(xù)推進(jìn),應(yīng)用在消費(fèi)電子、AI、5G,以及CPU、GPU等高性能運(yùn)算領(lǐng)域。
進(jìn)入7nm時(shí)代,臺(tái)積電每片晶圓報(bào)價(jià)沖高至近1萬(wàn)美元,5nm更已超過(guò)1.6萬(wàn)美元,并且還未計(jì)入2023年6%的價(jià)格漲幅。島內(nèi)半導(dǎo)體業(yè)者表示,5/4nm代工價(jià)格高昂,3nm報(bào)價(jià)已高達(dá)2萬(wàn)美元,將導(dǎo)致芯片設(shè)計(jì)廠商的芯片代工成本明顯提升。
臺(tái)積電晶圓代工價(jià)格不斷創(chuàng)新高
臺(tái)媒“DigiTimes”直言,盡管臺(tái)積電3nm產(chǎn)能明年將會(huì)放量,但能用得起該制程的客戶越來(lái)越少。
雖然三星3nm制程已宣布量產(chǎn)近半年,但到目前仍沒(méi)有明確透露過(guò)有哪些客戶,臺(tái)積電的3nm客戶目前能確認(rèn)的可能也只有蘋果。
蘋果作為臺(tái)積電老客戶,應(yīng)該早已感受到代工價(jià)格的上漲。有行業(yè)人士測(cè)算,采用臺(tái)積電4nm制程的A16芯片,總成本在88美元左右,是5nm制程A15的1.96倍,在iPhone物料成本中升到第二,僅次于顯示屏。
在iPhone產(chǎn)品線上,Pro和非Pro市售價(jià)差2000元(起售價(jià))人民幣,在不漲價(jià)的情況下,顯然Pro系列更容易消化A16芯片飆漲的成本,非Pro系列則難以承擔(dān)。換句話說(shuō),蘋果不是不愿意在iPhone 14全系列采用A16芯片,實(shí)在是臺(tái)積電先進(jìn)工藝制程太貴,貴到iPhone只能在旗艦Pro系列使用最新處理器。
但并不是所有廠商都有蘋果這樣的產(chǎn)品線來(lái)分擔(dān)成本壓力。為了攫取利潤(rùn),有廠商選擇漲價(jià)。
本季度,英偉達(dá)推出的RTX 4090官方價(jià)格較2020年同期發(fā)布的3090顯卡上漲5-10%,RTX 4080首發(fā)報(bào)價(jià)更比2020年同期推出的前代RTX 3080大漲2-3成。
由于上下游庫(kù)存高企、需求疲弱,市場(chǎng)對(duì)英偉達(dá)逆市漲價(jià)的策略多有質(zhì)疑。而英偉達(dá)CEO黃仁勛對(duì)此直言,盡管性能推進(jìn)有限,但新品漲價(jià)很合理,因?yàn)?2英寸晶圓代工報(bào)價(jià)較過(guò)去大漲,不只貴一點(diǎn)點(diǎn)。
11月22日,AMD也向客戶發(fā)送內(nèi)部函件,稱由于疫情沖擊、供需緊張、成本上漲,將對(duì)旗下公司賽靈思的部分FPGA產(chǎn)品進(jìn)行漲價(jià)——Spartan 6系列漲價(jià)25%,Versal系列不漲價(jià),其他產(chǎn)品全部漲價(jià)8%。
半導(dǎo)體業(yè)內(nèi)預(yù)期,蘋果2023年iPhone 15系列所搭載的A17處理器,采用臺(tái)積電昂貴的N3E(3nm改進(jìn)版)制程,每片芯片報(bào)價(jià)大增,在其他零部件同樣成本拉升,以及全球通脹壓力之下, iPhone 15系列可能會(huì)調(diào)漲價(jià)格,且漲幅將相當(dāng)明顯。
但市場(chǎng)地位更弱的終端廠商,并不敢貿(mào)然提價(jià)。
蘋果英偉達(dá)們漲價(jià)之際,市場(chǎng)正處于“寒冬”之中。根據(jù)Canalys等第三方數(shù)據(jù),全球智能手機(jī)出貨量已連續(xù)三季度下跌,雙十一期間蘋果手機(jī)在中國(guó)的銷量同比大跌27%。
Jon Peddie Research(JPR)發(fā)布的數(shù)據(jù)則顯示,2022年三季度,全球PC使用的GPU出貨量(包括集成和獨(dú)立顯卡)為7550萬(wàn),環(huán)比下跌10.3%,同比下跌25.1%,創(chuàng)下2009年以來(lái)的最大跌幅。相對(duì)應(yīng)的,PC使用的CPU出貨量為6600萬(wàn),環(huán)比下跌5.7%,同比下跌18.6%。
在惡劣的市場(chǎng)環(huán)境中,消費(fèi)者會(huì)接受終端廠商的漲價(jià)嗎?
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