這是一個記錄!到 2022 年底,半導體產業將在工廠上投資近 1,000 億美元(晶圓廠) – 更準確地說,是 990 億和獨輪車。與去年相比成長了9%,這已經是歷史最高紀錄。
一旦仔細審視這個令人印象深刻的數字,我們就會意識到投資的嚴重地區不平衡。毫不奇怪,這數十億美元的大部分都流向了亞洲。台灣、韓國和中國是該領域的冠軍。這三個國家在晶片製造工具上的投資分別為300億、222億和200億美元,約佔總數的四分之三!相較之下,歐洲的投資(包括中東地區)雖然一年內成長了114%,但總額僅66億美元,顯得微不足道!
分佈於晶圓廠處理器、記憶體等這數百億是為了吸收急劇增長的需求。半導體短缺(新冠肺炎、遠端辦公等)以及晶片在汽車或連網城市等許多行業的加速擴散導致需求增加。正是這些巨額投資使得製造流程不斷改進並縮小了晶體管的尺寸。但儘管有這些瘋狂的數字,該行業可能很快(在工業時代)就會遇到技術壁壘。
摩爾定律死了嗎?
半導體產業正處於「摩爾定律」概念的爭論之中。英特爾創始人之一戈登·摩爾提出的假設,將晶片性能的提高與成本的降低進行比較。一週之內,這個「法則」死了,又立刻復活了!英偉達執行長兼創辦人於上周中旬首次宣布了這項消息。在解釋矽晶圓和雕刻技術的價格正在爆炸式增長時,黃仁勳利用 GeForce RTX 4000 的展示來斷言摩爾定律已經失效。
作為公司創始人言論的有力捍衛者,英特爾新任執行長 Pat Gelsinger 昨天在 ARC A770 顯示卡正式發布期間重申了該法律,聲稱“不,摩爾定律還沒有消亡”。 「邏輯」願景的衝突:一個必須付錢給其他人製造他們的卡片,另一個必須證明他們的工廠正在走向未來。真正的答案就像是著名的 Facebook 關係狀態:“ 情況很複雜 ”。但如果 IBM、台積電、AMSL 或英特爾的路線圖在幾年內看起來很穩固,那麼從中長期來看,一面牆可能會等著我們。
可以跨越實體和財務壁壘嗎?
在對我們荷蘭同事的一次長篇訪談中Bits-chips.nlASML技術總監分享了他對光刻機未來的懷疑。馬丁·範·登·布林克 (Martin van den Brink) 聲音的重要性至關重要。 ASML 是世界上唯一一家使用極紫外線生產有價值的光刻機的公司,毫無疑問地最有資格談論未來的挑戰。馬丁·範·登·布林克 (Martin Van Den Brink) 負責監督其開發。
三十年前理論上,EUV 雕刻是一場尚未引起媒體關注的科技革命。但正是這種從波長 193 nm 到半徑僅為 13.5 nm 的雷射的轉變,使得為智慧型手機、遊戲機和 PC 生產最新一代晶片成為可能。未來的 EUV High-NA 機器將於 2025 年交付,這將使解決超過 1 nm 的雕刻成為可能。
然而,當評論員談論目前的晶片,甚至未來的一兩代晶片時,製造商的眼光(相當合乎邏輯)更遠。就 ASML 而言,未來在於將繼承 High-NA 並被稱為 Hyper-NA 的機器(NA 希望數值孔徑,參考引導蝕刻電路的光線的光學元件)。但這個未來似乎尚未確定:「我們正在努力,但這並不意味著它會投入生產。多年來我一直懷疑(技術)高數值孔徑將是該類型的最後一個,我沒有改變主意», Martin Van Den Brink 向我們的同事透露Bits-chips.nl。面對在這些大孔徑機器之上開發一個版本,科學的圍牆豎了起來。還有錢。
因此,研究遇到了公差閾值,這些閾值開始超出測量工具的物理極限:引導 EUV 射線的透鏡表面不能容忍超過 20 皮米的差異!除此之外,為了超越光學元件目前的光圈值,已經巨大的機器必須變得更大。一個可能根本不可能實現的未來。 “倒(機器)Hyper-NA,我們認識到成本限制可能是無法克服的»,向我們的同事 Marti Van Den Brink 解釋。以陳述情況結束訪談。 “此時,問題變得更加緊迫:晶片的最小尺寸在多大程度上將不再具有經濟可行性?»。