3nm芯片 成为台积电手中的烫手山芋

3nm芯片 成为台积电手中的烫手山芋

　　3nm芯片 成为台积电手中的烫手山芋

四大芯片制造厂,芯片制造厂家,芯片制造是　　为了扩大产量，台积电计划近期在台湾南科园区，举行3nm芯片工厂的扩建仪式。这座工厂总投资额高达6000亿元新台币（约1360亿元人民币）。正常量产后，每月能生产6万片12英寸的晶圆。芯片技术升级，随之而来的是投资大幅增加，当初台积电投资5nm工厂的金额为120亿美元，（约836亿元人民币）。以人民币计算，投资额增加了62%。

　　四大芯片制造厂,芯片制造厂家,芯片制造是投资增加，意味着制造成本也将会大幅度提升。由于全球PC市场不景气，很多下游厂商，将会减少芯片的订单。面对更加昂贵的代工费用，下游企业有些吃不消了。

　　虽然3nm芯片的制造成本非常高，但是全球除了台积电外，就只有三星能够制造3nm芯片。由于技术的原因，三星的3nm芯片的良品率一直很低。相比于三星，台电制造的芯片质量非常稳定，而且良品率更高。但是，更高的制造成本，还是让很多客户对3nm芯片望而却步。

　　近期，台湾当地的媒体爆料，某位台积电的大客户已经大幅度削减了3nm芯片的订单。

　　在2022年年初，各大芯片企业都对3nm芯片表达出强烈的愿望，但是到了年底却表现反常，到底发生了什么情况，让这些客户变得更加反常？

　　最根本的原因，就是3nm芯片的制造成本太高了。前段时间，英伟达在发布RTX 40显卡时，英伟达CEO黄仁勋就表示，现在的芯片代工实在是太贵了，代工费用是大幅度的往上涨。台积电3nm芯片的代工费用已突破2万美元，比7nm芯片贵了近一倍。

　　芯片设计商对于芯片代工的价格大幅度上涨，感到非常恼火。但是台积电也是有苦难辨。据相关机构研究，台积电为了研发3nm芯片的制造工艺，在技术上面投资40多亿美元，此外还投资近200亿美元，建立了一家月产4万片的晶圆厂。

　　为了制造先进的芯片，台积电需要在芯片设计、知识产权、软件和制造设备上面投入巨额资金。随着芯片制程工艺的提升，这个费用也将大幅度增加。例如28nm芯片的制造开发费用约为5130万美元，5nm芯片的制造开发费用却高达5.42亿美元，5nm芯片的制造开发费用是28nm芯片的10多倍。

　　为了满足不同客户的需求，台积电花费巨资，已经开发了5个版本的3nm芯片的制造工艺，包括 N3B（基础版本）、N3E（低功耗）、N3P（性能增强版本）、N3S（密度增强版本）和N3X（超强性能版本）。

　　3纳米芯片不再受到用户的追捧，主要是因为摩尔定律看上去正在失效。按照摩尔定律，每过18个月，单位面积的晶体管数量翻倍，但是价格不变。在过去半个世纪的时间里，芯片的发展都在按照摩尔规律而进行。但是，3nm芯片的制造工艺出现后，既没有让单位面积的晶体管数量翻倍，也没有让单个晶体管的制造成本下降。

　　按照专业机构的分析，与5nm芯片相比，台积电制造的3nm芯片的晶体管密度只增加了56%，但是制造成本却增加了40%。采用3nm芯片制造工艺，制造单个晶体管的成本仅下降了10%。

　　为了降低成本，很多公司开始将小芯片（Chiplet）作为未来芯片发展的重点。小芯片的设计理念是将一个系统级芯片变成一些模块的组合，先将这些模块单独加工；然后通过一些连接技术，将这些模块连接起来；最后再封装成一个系统级芯片。

　　近几年，AMD采用小芯片理念，发布了多款芯片，使AMD的芯片在性能上面获得大幅度提升。在摩尔定律日渐衰弱的情况下，采用多芯片堆叠的技术，提升产品的性能，将会是更多芯片厂商优先选择的方案。

　　虽然制造小芯片对于工厂的技术设备没有太高的要求，但是由于芯片的性能特点，小芯片的制造成本却在大幅度提升。2022年英特尔在意大利建立了一家小芯片工厂，建厂的成本与建造一家7nm芯片的工厂相当。对于小芯片来讲，制造的难点不是制造工艺，而是如何将不同的模块封装起来。

　　由于台积电无法降低3nm芯片的制造成本，而芯片设计企业为了保持市场的竞争力，也会采用台积电去代工3nm芯片。但是代工多少芯片，需要台积电与那些芯片厂商，继续博弈下去。