tp钱包下载入口|评论》苹果救不了台积电，但Nvida可以

台积电的 7nm 製程曾一度陷入尴尬的处境，不过今年的 AI 热潮解决了这一问题。本文源自远川科技评论研究员叶子凌，由 元宇宙日爆 整理、重新撰稿。 （前情提要：摩尔定律掰！Nvidia宣告「黄氏定律」：AI晶片性能十年成长1000倍 ） （背景补充：解决AI晶片危机！OpenAI有意自研晶片，正评估潜在收购公司 ）

本文目录

• 昂贵的进步
• 7nm：既不先进，也不落后
• 躲得过辉达，躲不过台积电

今年 8 月，The Information 爆料了苹果和台积电之间的 「甜心交易」（sweetheart deal）： 苹果下单了台积电 3nm 工艺，但台积电必须独自承受报废晶片的良率损失，这一举措能为苹果省下几十亿美元的成本 。

曾经苹果和台积电被称为 「最完美的合作关係」：藉由规模庞大的研发投入和资本开支，台积电在晶片製造上始终保持领先，苹果则用大规模的订单给台积电报销开发成本，帮助其进一步扩大领先优势。

然而，这个双赢合作却在这两年出了些问题。

一方面，先进製程的开发成本越来越高，台积电也有点扛不住。另一方面，由于手机市场的萎靡，最爽快的两大客户苹果和高通也难免囊中羞涩。

面对巨大的利润压力，台积电选择先涨为敬。根据媒体报导进行估算，2023 年台积电的晶圆代工价格与两年前相比大约上涨了 16%（先进製程）到 34%（成熟製程）。在过去十多年里，台积电都从未大幅提价。

在台积电宣布涨价后，苹果曾以一贯的强势态度表示坚定拒绝，几经博弈之下，才有了那份 「按良率付费」 的协议。

去年 10 月，台积电还颇有先见之明的表示，预计 2023 年整个半导体行业可能会下滑，于是下调资本开支至 360 亿美元。

结果两个月后 ChatGPT 横空出世，全世界的 AI 晶片公司又把台积电送上了神坛。

昂贵的进步

今年 9 月苹果释出会结束，顶着 「首个 3nm 製程晶片」 的 A17 pro 问世，10% 的 CPU 效能提升让人忍不住感叹牙膏还能这么挤。台湾媒体第一时间出来为台积电甩锅，表示主因在于苹果的设计过于保守，加上 iPhone 散热效率太差，影响了 3nm 製程的发挥。

为了 3nm 工艺节点，台积电不可为不尽力，创下历史新高的资本开支就是最好的证明。

一般来说，晶片製程越先进，需要的生产环节也就越多，成本自然水涨船高。在一些特殊节点，由于生产工艺的彻底改变，原本的装置和产线会被彻底淘汰，成本瞬间被拉高。

前者的代表就是刻蚀环节的增加：

所谓刻蚀，就是将光刻标记出来的区域，通过物理或化学方法去除，精準雕刻出设计好的功能外形。由于光刻技术受波长限制，单凭光刻机很难满足 5nm、3nm 及更先进的工艺，只能通过反覆的刻蚀来实现更小的尺寸。

现阶段先进製程工艺的提升，相当程度上源于刻蚀步骤的叠加。因此近两年刻蚀和薄膜沉积（刻蚀的逆过程）在装置行业的市场份额极速上升，甚至超越了光刻机。

后者则创造了 14/16nm 这个经典制程： 在 14/16nm 之前，晶片製造的主流工艺是 HKMG（High-k Metal Gate），2014 年，三星依靠梁孟鬆团队抢先台积电攻克 14nm。当时，梁孟鬆用了 FinFET 工艺解决了生产问题，但工艺变化也意味着装置、产线的大手术。

一些晶圆厂在 14nm 的生产良率反而超过 28nm，也是工艺变化的原因。

而由于 DUV 光刻机的精度限制，晶片製造深入到 7nm 製程后，就需要用 EUV 光刻机，价格是 DUV 光刻机的至少 3 倍。台积电曾尝试利用 DUV 光刻机 + 多重曝光的方式生产 7nm 晶片，但扛不住低良率的鉅额成本，最后还是老老实实买 EUV 光刻机。

这个昂贵的技术爬坡之所以多年来行之有效，是因为以苹果为首的一大批晶片设计公司，每年会排着队给台积电下订单。但当财大气粗的苹果都嫌贵的时候，这个迴圈就会出现问题。

根据 IBS 的测算，10nm，7nm 和 5nm 晶片的 IC 设计成本分别 1.7 亿、3.0 亿和 5.4 亿美元，而 3nm 晶片的设计成本则达到惊人的 5 亿至 15 亿美元。

由于晶片架构和 IP 複用等因素影响，业界对晶片设计成本的测算常常被高估。但即便排除这些影响，这也是个天文数位。任何晶片设计公司下单之前都得掂量掂量，自己有没有那么大的出货量。

越来越贵的成本只是台积电的焦虑之一。过去几年，台积电面临的问题有两个：

• 一是先进製程的高成本，导致钱砸的越来越多客户反而越来越少。
• 二是几个耗资巨大的工艺节点，产能高峰也就一两年，难以持续造血。

前者在业内被反覆提及，后者则常常被忽略。

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