臺積電的半導(dǎo)體還能在第一名站多久？

臺積電雖然在IC制造領(lǐng)域排名第一，無論是制程工藝還是良品率都是業(yè)界領(lǐng)先但是，它始終是一家企業(yè)。它的半導(dǎo)體之刃能揮舞多久取決于它的優(yōu)勢能維持多久。它的優(yōu)勢能維持多久又取決于以下三大因素，下面我們詳細(xì)來聊一聊。

1、產(chǎn)業(yè)鏈

在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中，從頭到尾有IC設(shè)計、IC制造、封裝測試、整機廠商。臺積電的主營業(yè)務(wù)只是這個產(chǎn)業(yè)鏈中處于中間的一環(huán)。雖然非常重要，也已經(jīng)有很大優(yōu)勢。但這些優(yōu)勢有可能隨著產(chǎn)業(yè)鏈的變化而發(fā)生變化。

① IC設(shè)計

現(xiàn)在是硅基芯片的時代，無論是EDA設(shè)計軟件、還是IP核都是圍繞硅基芯片技術(shù)進行。臺積電的優(yōu)勢也正是在硅基芯片制造上，所以，現(xiàn)在它可以揮舞“半導(dǎo)體之刃”。但是，現(xiàn)在硅基芯片的摩爾定律已經(jīng)快到物理極限了。中美兩國都已經(jīng)在研究碳基芯片、量子芯片，而且已經(jīng)取得了一些成績。一旦這些技術(shù)起來，臺積電的優(yōu)勢就喪失殆盡。就算立即跟進制造這類芯片，那也是和所有制造企業(yè)平起平坐。

② IC制造

臺積電在IC制造上有絕對的優(yōu)勢！2017年就實現(xiàn)了7nm工藝，2020年實現(xiàn)了5nm的量產(chǎn)?，F(xiàn)在正在研究3nm、2nm的工藝。但是，硅基芯片的“摩爾定律”已經(jīng)快到物理極限了。眾所周知，制程工藝上說的多少納米是指半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管柵極的寬度，也被稱為柵長。隨著柵長的縮短，晶體管的源極和漏極之間的漏電現(xiàn)象會增大，從而導(dǎo)致晶體管無法正常工作。特別是在7nm以下，這種“隧穿效應(yīng)”更加明顯。同時還有晶體管的短溝效應(yīng)，會使閥值電壓降低。在1nm及以下工藝，要解決這些問題會變得極其困難。

③ 封測和整機

首先臺積電自己有封測業(yè)務(wù)，所以，封測產(chǎn)業(yè)對它不會有影響。而整機產(chǎn)業(yè)，正是被臺積電影響的產(chǎn)業(yè)。不過，萬事萬物的影響都是相互的。整機廠商需要芯片，臺積電可以制造出先進的芯片。但是，做芯片制造的也不是臺積電一家。整機廠商是直接面對消費者的商家，他們的宣傳對是市場是有很大影響力的。一定程度上也會反作用于芯片制造企業(yè)。

★小結(jié) 從產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展來看，預(yù)計臺積電在5nm、3nm、2nm甚至1nm領(lǐng)域，依然還會保持領(lǐng)先。按照新摩爾定律，每兩年翻一倍的性能來算，臺積電至少還可以保持10年時間的優(yōu)勢。至于1nm以下，能否成功突破還是問題，也有可能10年后碳基芯片已經(jīng)發(fā)展起來。一切都是未知數(shù)。 2、供應(yīng)鏈 臺積電要制造芯片，就需要有半導(dǎo)體材料和半導(dǎo)體制造設(shè)備。而這一些都是臺積電的供應(yīng)鏈，他們的發(fā)展和供貨也會制約著臺積電的“半導(dǎo)體之刃”。

① 半導(dǎo)體材料 芯片制造中最重要的材料就是高純度的單晶硅。要達到芯片制造使用，純度最低要求都是6個9。而現(xiàn)在市面上主流的7nm芯片，用到的單晶硅已經(jīng)需要去到11個9得級別。而這些技術(shù)基本掌握在德國、日本和中國臺灣手中。 除了單晶硅材料，芯片制造還需要濺射靶材、光刻膠、CMP拋光材料、光罩等等高尖端材料。這些先進材料大部分都掌控在美國、日本手里。臺積電也得找它們購買。所以，臺積電也受制于人。

② 制造設(shè)備 芯片制造設(shè)備主要涉及蝕刻機、光刻機。但最為高尖端的就是光刻機。要生產(chǎn)5nm及以下芯片，必須要用到EUV極紫外光刻機，而這款被稱為“半導(dǎo)體工業(yè)皇冠上的明珠”卻基本壟斷在荷蘭ASML公司手里。臺積電雖然和ASML關(guān)系很好，但始終也還是有求于它。而ASML制造EUV光刻機又需要用到多國的高尖端配件。

★小結(jié) 從供應(yīng)鏈來看，臺積電的半導(dǎo)體材料和制造設(shè)備也是受限于別人。如果它們掐住臺積電，臺積電也無法揮舞“半導(dǎo)體之刃”。就好比國內(nèi)的中芯國際，因為這些限制，很多工藝都無法實現(xiàn)。但臺積電目前和這些上游供應(yīng)鏈都保持了良好的關(guān)系，暫未打破平衡。預(yù)計只要臺積電依然保持工藝領(lǐng)先，又不出現(xiàn)重大問題，也是可以繼續(xù)保持10年左右。 3、政治因素 政治因素有時候也會影響企業(yè)的發(fā)展。臺積電地處中國臺灣，是中國的固有領(lǐng)土，遲早是要回歸祖國懷抱的。一旦回歸祖國，中國龐大的資源或許會讓臺積電有更大的發(fā)揮空間。有可能會讓臺積電的優(yōu)勢持續(xù)更久。但是，如果處理不當(dāng)，也有可能走向負(fù)面。

總結(jié) 綜上，臺積電的“半導(dǎo)體之刃”雖然厲害，但也限制于產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈、政治因素。同時，技術(shù)的發(fā)展也會帶來不可預(yù)測的變化。就目前的形勢看，臺積電的優(yōu)勢應(yīng)該至少可以保持10年。

編輯：jq