先普及一下知识。所谓纳米技术,是指在0.1~100纳米的尺度里,研究电子、原子和分子内的运动规律和特性的一项崭新技术。芯片中的纳米指的是生产芯片的工艺制程。2nm、3nm、7nm是指处理器的蚀刻尺寸,就是我们能够把一个单位的电晶体刻在多大尺寸的一块芯片上。相较5纳米(nm)而言, 3纳米(nm)工艺,性能提高23%,功耗降低45%,芯片面积减少16%。
在晶圆制造先进制程代工领域,台积电、三星和英特尔你追我赶,台积电领跑,另两家也不甘落后。台积电凭借全球代工优势地位,不断扩建产能,投巨资投入3纳米晶圆厂建设,就是确保代工的领先地位。而苹果新产品处理器将采用台积电3nm制程,无疑让台积电在这场竞争中赢得先发优势。苹果代工这块大肥肉,台积电要争取多吃,前提是必须要做到3nm制程能如期稳定量产。面对三星盯着,英特尔追着,台积电要做的功课还很多。
8月17日,台媒工商时报报道称,虽然近期有关晶圆代工龙头台积电可能放缓3nm扩产进程的消息频传,但台积电已重申3nm扩产将按原计划进行。
业内人士指出,今年底苹果将是第一家采用3nm投片的客户,英特尔明年下半年将扩大采用3nm生产处理器内芯片块(tiles),包括AMD、英伟达、高通、联发科、博通等,会在明年及后年陆续完成3nm新芯片开案。
今年来,由于俄乌冲突及全球通胀等外部不利因素,智能手机及消费电子产品需求疲弱,后续车用芯片与高性能计算产品(HPC)芯片需求也可能随之放缓,业内对明年上半年能否有效完成去库存仍存疑虑。而以历史经验来看,芯片行业不景气通常会加快芯片开发速度。
随着主要半导体大厂的新一代芯片技术蓝图慢慢清晰,逐步转向采用3nm制程工艺,台积电预计3nm将成大规模且长期需求制程,目前台积电针对3nm制程打造的Fab 18B厂进入量产,Fab 18厂区的P7~P9厂兴建计划也已启动。
据台媒报道,苹果这次抢得3nm头彩,将在下半年将首次采用3nm投片,首款产品可能是M2 Pro处理器,预计明年的iPhoneA17处理器、以及M2及M3系列处理器都将采用台积电3nm制程。
英特尔虽然有意抢攻晶圆代工,但在自家处理器采用chiplet设计后,明年下半年其内建绘图芯片(GPU)和运算芯片(CPU)可能将采用台积电3nm制程量产,英特尔推出的GPU、FPGA等亦会在明、后年之后采用台积电3nm投片。
此外,AMD在明、后年转向Zen 5架构后,部份产品也已确定会采用台积电3nm制程投片。至于英伟达、高通、联发科、博通等大客户,同样会在2024年之后完成3nm芯片设计并开始量产。