半导体行业有一条不成文的规矩,那就是台积电、三星、英特尔这三家各玩各的,从来不联手。道理很简单,因为这三家是竞争对手。其中台积电做代工,三星做代工加存储,英特尔做IDM加代工,三家在先进制程上可谓是争得你死我活。
台积电想保住72%的代工份额,三星想缩小差距,英特尔想东山再起。这种你死我活的关系,怎么可能坐到一张桌子上谈合作呢?但就在最近,这三家居然破天荒地走到了一起了。它们不是为了对抗谁,而是因为再不合作,谁都玩不下去了。
事情的起因是因为一台4亿美元的设备
为什么这三家死对头会走在一起呢?这就要归功于一台价值4亿美元的设备。这台设备叫High-NA EUV光刻机,全球只有ASML一家能造。它是芯片制造领域最顶尖的设备,理论上可以制造2nm乃至更先进的芯片。但问题是这款High-NA EUV光刻机太贵了,一台售价4亿美元,是之前EUV光刻机的两倍多。而一座先进芯片工厂的建设成本也就两三百亿美元,你一台光刻机就要4亿,要是厂商卖个几十台,仅光刻机就要花上百亿美元,哪个厂商受得了。
而台积电是ASML最大的客户,它之前就囤了100多台EUV设备。但面对High-NA EUV,台积电的态度很明确,太贵了,先不买。三星的态度也差不多,虽然它比台积电积极一些,但也只是计划2028年先在DRAM上试用,逻辑芯片代工方面并没有明确的时间表。
英特尔倒是最早尝鲜的,它已经累计用High-NA EUV处理了超过100万片晶圆,7月份还成了全球首家用High-NA EUV量产逻辑芯片的厂商。但英特尔在整个芯片代工市场的份额才多少?它一家也就买几台,根本撑不起ASML的增长预期。正因为如此,ASML急了,它花了无数研发经费搞出来的下一代核心设备,最大的客户不买,这生意怎么做?
ASML想了一招,既然你嫌贵,那我就让你觉得不买就亏了
那么ASML是怎么做的呢?它没有降价,它联合台积电推动整个行业升级光掩模。9月7日,ASML和台积电联合宣布了一项全行业合作计划,它们计划把沿用了数十年的6英寸光掩模,升级到12英寸。
什么是光掩模?你可以把它理解成芯片制造的母版。光刻机用光照射这块母板,把上面的电路图案转移到硅晶圆上。现在的6英寸光掩模在制造12英寸晶圆的时候需要复杂的多重曝光和拼接流程,费时费力还费钱。
如果升级到12英寸光掩模呢?那么它的单次曝光面积直接扩大四倍,拼接需求大幅减少,设计流程更简单,制造效率大幅提升。这就戳到了台积电的痛点,台积电不是嫌High-NA EUV技术不行,而是觉得投入产出比不够。你贵可以,但你得让我觉得这钱花得值。产能大幅提升后,这笔账就能算过来了。
也正因为ASML的这个决定,台积电从4月份的2029年前不买,到9月份宣布2030年开始大规模使用High-NA EUV。不到半年时间,台积电态度就来了个180度大转弯。而且不只是台积电,三星也跟着表态了,计划2028年将High-NA EUV用于DRAM大规模生产,这将是行业首次。英特尔更不用说了,早就在用High-NA EUV光刻机了。至此,ASML的三大客户台积电、三星、英特尔全部入局。
为什么这三家死对头,这次愿意一起合作?
那么问题来了,为什么这三家死对头都开始合作,愿意购买High-NA EUV光刻机呢?究其原因是芯片制造的物理极限已经逼近了一个临界点,光靠一家之力搞不定了。12英寸光掩模升级这件事不是某一家企业能单独推动的,它需要整个产业链的配合,任何一个环节掉链子都不行。
而现实情况是台积电一家推动不了,它只管代工,不管光掩模生产。三星一家也推动不了,它的代工业务规模不够大,说了不算。英特尔更不用说了,在先进制程上的市场份额还太小。所以现在只有ASML有这个号召力,因为它既是光刻机的唯一供应商,又是光掩模技术的核心参与者。由ASML牵头,三家代工厂一起响应,整个产业链才能真正动起来。
更深层的原因是,如果High-NA EUV的性价比问题不解决,先进制程的推进速度就会放缓。而先进制程一旦放缓,受损失的不是某一家,而是整个行业。所以这次三家的合作不是因为它们突然变得友好了,而是因为它们终于意识到不合作谁都玩不下去。
台积电、三星、英特尔从来不联手,这次却一起找了ASML。这不是因为它们突然和好了,而是因为芯片制造的物理极限逼到了一个谁都绕不过去的坎。12英寸光掩模升级不是某一家的事,而是整个行业必须一起迈过去的关卡。三家谁都想赢,但前提是先把路修好。ASML修了路,三家铺了砖,High-NA EUV的大门就此打开了。
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