10月28日，英特爾公布的2022年第三季度財(cái)報(bào)顯示，第三季度營(yíng)收同比下降20%，凈利潤(rùn)更是同比下降85%，僅有10.19億美元。公司兩大核心業(yè)務(wù)均出現(xiàn)下降。

10月初存儲(chǔ)芯片巨頭美光2022財(cái)年公布的第四財(cái)季財(cái)報(bào)也不如意。該財(cái)季營(yíng)業(yè)收入同比下降約20%；凈利潤(rùn)同比大幅下滑45%。

事實(shí)上，此前，如AMD、英偉達(dá)等芯片巨頭都不約而同下調(diào)了業(yè)績(jī)預(yù)期。盡管這些巨頭業(yè)務(wù)側(cè)重各異，但在多個(gè)場(chǎng)合都表示出對(duì)芯片市場(chǎng)出現(xiàn)較大范圍降溫的擔(dān)憂。

市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)也已發(fā)出預(yù)警。Semiconductor Intelligence日前預(yù)測(cè)，2023年全球芯片市場(chǎng)將收縮 6%；Malcolm Penn曾預(yù)測(cè)來(lái)年芯片市場(chǎng)將下滑22%。

市場(chǎng)人士預(yù)期行業(yè)走勢(shì)趨軟，一是由于全球經(jīng)濟(jì)前景不甚樂(lè)觀。據(jù)估計(jì)，全球GDP增長(zhǎng)每3個(gè)百分點(diǎn)的減速就將導(dǎo)致半導(dǎo)體市場(chǎng)增長(zhǎng)減16個(gè)百分點(diǎn)。二是個(gè)人電腦（PC）市場(chǎng)需求出現(xiàn)了明顯的疲軟。

不過(guò)，芯片寒潮并非籠罩全行業(yè)，用于汽車的芯片需求尚未減弱，依然對(duì)行業(yè)景氣形成一定支撐。從2020年開(kāi)始的芯片短缺問(wèn)題在全球汽車行業(yè)盡管有所好轉(zhuǎn)，但沒(méi)有消退。近日，汽車行業(yè)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)公司AutoForecast Solutions（AFS）發(fā)布的對(duì)全球汽車行業(yè)的最新數(shù)據(jù)顯示，截至9月25日，受芯片短缺影響，今年全球汽車市場(chǎng)累計(jì)減產(chǎn)約337.68萬(wàn)輛。

縱觀全球市場(chǎng)，芯片短缺還在持續(xù)并且影響著部分車企全球汽車的生產(chǎn)。而業(yè)內(nèi)普遍預(yù)計(jì)，“缺芯”給汽車行業(yè)帶來(lái)的影響至少會(huì)延續(xù)到明年年中或年底。


汽車缺芯仍難緩解

“汽車芯片價(jià)格每天波動(dòng)，最后的成交價(jià)還是需要依據(jù)當(dāng)天市場(chǎng)情況來(lái)報(bào)價(jià)。”楊俊方告訴記者，目前，整個(gè)市場(chǎng)還是延續(xù)去年的缺芯狀況，汽車產(chǎn)業(yè)的芯片需求仍然火爆，價(jià)格整體堅(jiān)挺，暫未受到消費(fèi)電子領(lǐng)域砍單、降價(jià)太大影響。

綜合汽車企業(yè)、車用芯片供應(yīng)商及市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)等各方的情況來(lái)看，車用芯片的供需矛盾至今確實(shí)未得到根本緩解，影響了不少汽車企業(yè)的新車研發(fā)及產(chǎn)品量產(chǎn)計(jì)劃。

比如大眾汽車集團(tuán)近日就傳出消息，其軟件開(kāi)發(fā)部門(mén)Cariad受芯片短缺影響開(kāi)發(fā)工作延遲，可能導(dǎo)致大眾集團(tuán)旗下多個(gè)汽車品牌全新純電動(dòng)車型延遲發(fā)布。為應(yīng)對(duì)全球汽車芯片供應(yīng)鏈緊張，大眾在7月20日宣布將與與意法半導(dǎo)體聯(lián)合開(kāi)發(fā)芯片。

在6月25日的一場(chǎng)產(chǎn)業(yè)論壇上，博世中國(guó)總裁陳玉東表示，目前其芯片產(chǎn)品平均只能滿足汽車廠商31％的需求，預(yù)計(jì)下半年供給率可以提升到50％至60％，但缺芯依然會(huì)是主題。

“大家一直說(shuō)，汽車缺芯是因?yàn)橄M(fèi)電子芯片緊缺，其實(shí)這種說(shuō)法不太嚴(yán)謹(jǐn)，尤其在上游芯片制造環(huán)節(jié)中，車用的產(chǎn)線跟消費(fèi)類的產(chǎn)線重合度不高。如今疫后復(fù)蘇，新能源車的產(chǎn)業(yè)化、智能化依然處于爆發(fā)增長(zhǎng)期，車用半導(dǎo)體廠商沒(méi)辦法擴(kuò)增供給?！監(jiān)mdia半導(dǎo)體首席分析師何暉說(shuō)。

在何暉看來(lái)，車用芯片擴(kuò)產(chǎn)無(wú)法像消費(fèi)電子芯片那么快，除了英偉達(dá)或高通這種與算力有關(guān)的廠商，其他車用芯片，主要是與瑞薩、東芝存儲(chǔ)、意法半導(dǎo)體、英飛凌、恩智浦這些國(guó)外IDM廠商合作，成熟制程工藝的汽車芯片依然短缺。

當(dāng)然，前述提及的消費(fèi)電子芯片市場(chǎng)砍單、降價(jià)現(xiàn)象，未來(lái)對(duì)車用芯片市場(chǎng)也并非毫無(wú)影響。

集邦咨詢一位分析人士告訴《財(cái)經(jīng)國(guó)家周刊》記者，過(guò)去兩年消費(fèi)電子芯片需求旺盛、供貨緊缺情況下，芯片制造商大多通過(guò)產(chǎn)品組合調(diào)整，將驅(qū)動(dòng)IC、電源管理芯片、CIS等8英寸晶圓制程產(chǎn)品的產(chǎn)能利用率拉至滿載水位。

而如今，消費(fèi)類電子產(chǎn)品需求疲弱、消費(fèi)類芯片供過(guò)于求，車用芯片需求持續(xù)火爆、價(jià)格向穩(wěn)，也能促使芯片制造商短期內(nèi)產(chǎn)能利用率松動(dòng)，將部分產(chǎn)能轉(zhuǎn)向供應(yīng)緊缺的車用芯片，一定程度上，有利于緩解當(dāng)下車用芯片的短缺局面。

不過(guò)這位分析人士也認(rèn)同何暉的觀點(diǎn)，他認(rèn)為，考慮到生產(chǎn)周期等因素，還需要幾個(gè)季度的時(shí)間，車用芯片的緊缺壓力才能真正得以緩解。

先進(jìn)工藝競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈

此前，臺(tái)積電稱，預(yù)計(jì)3nm制程將于今年下半年開(kāi)始出貨，2023年實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，2nm也將在2025年如期量產(chǎn)?，F(xiàn)在，臺(tái)積電將提前啟動(dòng)1.4nm制程工藝的研發(fā)。

臺(tái)積電此舉或許與三星、英特爾的競(jìng)爭(zhēng)有關(guān)。此前，三星在“Foundry Forum 2021”上宣布，將于2025年大規(guī)模生產(chǎn)2nm制程芯片。隨后，三星負(fù)責(zé)人在董事會(huì)報(bào)告中提到，三星在3nm的產(chǎn)能上已經(jīng)得到重大改善，在邏輯面積效率上提高了45%，功耗降低了50%，在性能上提升了35%。英特爾也在此前宣布，將在2024年正式進(jìn)入埃米時(shí)代，并推出第一個(gè)埃米時(shí)代的產(chǎn)品——Intel 20A。作為先進(jìn)制程領(lǐng)域的“領(lǐng)頭羊”，臺(tái)積電不得不開(kāi)啟“反攻”模式?？梢?jiàn)，盡管在先進(jìn)制程的賽道中，僅僅剩下了臺(tái)積電、三星、英特爾三家企業(yè)，但依舊火藥味十足，競(jìng)爭(zhēng)相當(dāng)激烈。

不過(guò)，近兩年先進(jìn)制程的“翻車”情況也屢見(jiàn)不鮮。2021年初，三星代工的5nm手機(jī)芯片出現(xiàn)了功耗問(wèn)題，而這一問(wèn)題，在2022年三星代工的4nm手機(jī)芯片中也同樣存在。臺(tái)積電的4nm手機(jī)芯片，也同樣出現(xiàn)了功耗過(guò)高問(wèn)題。英特爾從10nm制程開(kāi)始，便頻頻陷入“難產(chǎn)”的困境。可以看出，隨著芯片工藝尺寸進(jìn)一步微縮，技術(shù)挑戰(zhàn)也在不斷增加。

盡管困難重重，卻沒(méi)有阻礙這三家企業(yè)在先進(jìn)制程領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)。據(jù)悉，在日前臺(tái)積電舉辦的法說(shuō)會(huì)上，臺(tái)積電預(yù)計(jì)2022年的資本支出將達(dá)400億美元至440億美元，而70%~80%的資本支出將用于先進(jìn)工藝制程（7nm及以下工藝制程）。2022年，三星不僅計(jì)劃在半導(dǎo)體方向投入超360億美元，還宣稱將在代工業(yè)務(wù)層面著力提高先進(jìn)工藝的良率，力爭(zhēng)2022年上半年通過(guò)第一代GAA工藝的量產(chǎn)再奪技術(shù)領(lǐng)先“寶座”。此外，英特爾在2022年的資本開(kāi)支或?qū)⒏哌_(dá)280億美元，甚至一度傳出擬將3nm芯片委托給臺(tái)積電代工，以提升其在更先進(jìn)制程方面的競(jìng)爭(zhēng)力。


VLSI如何看待半導(dǎo)體未來(lái)變化
半導(dǎo)體微型化將持續(xù)到2035年

imec已經(jīng)在2020年的IEDM中提出了使用EUV的半導(dǎo)體微型化發(fā)展藍(lán)圖。根據(jù)該研究結(jié)果，半導(dǎo)體的微型化分為以下4個(gè)階段。

1） 0.33NA EUV 的單曝光→32 至 28nm 間距

2） 0.33NA EUV + 多圖案→24 至 20nm 間距

3） 0.55NA（高 NA） EUV 單曝光→18nm 間距

4） 0.55NA （高 NA）EUV+多圖案→更精細(xì)的間距

在2022年的VLSI研討會(huì)上，ASML表示，在這種情況下，半導(dǎo)體的微型化雖然會(huì)放緩，但仍將持續(xù)到2035年。

目前最先進(jìn)的技術(shù)節(jié)點(diǎn)為N5，最小金屬間距為32nm。也許High NA可能出現(xiàn)在2025年的“N2”（最小金屬間距24nm）左右。然后，在2035年，技術(shù)節(jié)點(diǎn)成為“A5”，最小金屬間距達(dá)到15nm。此外，技術(shù)節(jié)點(diǎn)的“A”似乎意味著埃格斯特朗（?）。

摩爾定律將持續(xù)到2040年

如果High NA被實(shí)用化，半導(dǎo)體的微細(xì)化將持續(xù)到2035年。說(shuō)明了利用其微細(xì)加工技術(shù)，尖端邏輯的晶體管和配線將持續(xù)進(jìn)化。

而在這次VLSI研討會(huì)上，顯示摩爾定律將持續(xù)到2040年。

最初，隨著晶體管變得越來(lái)越小，它們的功率密度保持不變，因此功率的使用與面積成比例，這被稱為Dennard縮放比例定律。但這一定律在2005年左右被打破，當(dāng)時(shí)由于發(fā)熱問(wèn)題，微細(xì)化不再能帶來(lái)更高的速度。

其次，以光刻密度和晶體管密度為縱軸，到2020年左右飽和。此外，如果將晶體管的"Energy Efficiency Performance"，即晶體管單位能量的動(dòng)作速度作為縱軸，則從2015年開(kāi)始飽和。

最后，如果縱軸取"System Energy Efficiency Performance"，即，不是晶體管，也不是像處理器那樣的一個(gè)芯片，而是一個(gè)System中每單位能量的動(dòng)作速度，則到2040年為止成正比。

可以認(rèn)為，該系統(tǒng)是指具有多個(gè)芯片垂直堆疊的3D集成電路。如果實(shí)現(xiàn)High NA，則2D的微細(xì)化將持續(xù)到2035年，與此同時(shí)，疊加各種芯片的3D集成電路將被開(kāi)發(fā)出來(lái)，規(guī)?；瘜⑼ㄟ^(guò)這兩條互補(bǔ)的路線進(jìn)展。

全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)自2021年的疫情紅利之后，開(kāi)始進(jìn)入了蕭條期。但是半導(dǎo)體技術(shù)將繼續(xù)一刻也不停地進(jìn)化，摩爾定律延續(xù)說(shuō)不定也能很快實(shí)現(xiàn)！