臺積電的半導體之刃還能揮舞多久？

平頭叔

2021年3月9日 15:41

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

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1、產業鏈

在半導體產業鏈中，從頭到尾有IC設計、IC制造、封裝測試、整機廠商。臺積電的主營業務只是這個產業鏈中處于中間的一環。雖然非常重要，也已經有很大優勢。但這些優勢有可能隨著產業鏈的變化而發生變化。

① IC設計

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

臺積電的半導體之刃還能揮舞多久？的圖2

② IC制造

臺積電在IC制造上有絕對的優勢！2017年就實現了7nm工藝，2020年實現了5nm的量產。現在正在研究3nm、2nm的工藝。但是，硅基芯片的“摩爾定律”已經快到物理極限了。眾所周知，制程工藝上說的多少納米是指半導體場效應晶體管柵極的寬度，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象會增大，從而導致晶體管無法正常工作。特別是在7nm以下，這種“隧穿效應”更加明顯。同時還有晶體管的短溝效應，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。

臺積電的半導體之刃還能揮舞多久？的圖3

③ 封測和整機

首先臺積電自己有封測業務，所以，封測產業對它不會有影響。而整機產業，正是被臺積電影響的產業。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。

臺積電的半導體之刃還能揮舞多久？的圖4

★小結

從產業鏈的發展來看，預計臺積電在5nm、3nm、2nm甚至1nm領域，依然還會保持領先。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年后碳基芯片已經發展起來。一切都是未知數。

2、供應鏈

臺積電要制造芯片，就需要有半導體材料和半導體制造設備。而這一些都是臺積電的供應鏈，他們的發展和供貨也會制約著臺積電的“半導體之刃”。

① 半導體材料

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。而現在市面上主流的7nm芯片，用到的單晶硅已經需要去到11個9得級別。而這些技術基本掌握在德國、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。

臺積電的半導體之刃還能揮舞多久？的圖5

② 制造設備

芯片制造設備主要涉及蝕刻機、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“半導體工業皇冠上的明珠”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。

臺積電的半導體之刃還能揮舞多久？的圖6

★小結

從供應鏈來看，臺積電的半導體材料和制造設備也是受限于別人。如果它們掐住臺積電，臺積電也無法揮舞“半導體之刃”。就好比國內的中芯國際，因為這些限制，很多工藝都無法實現。但臺積電目前和這些上游供應鏈都保持了良好的關系，暫未打破平衡。預計只要臺積電依然保持工藝領先，又不出現重大問題，也是可以繼續保持10年左右。

3、政治因素

政治因素有時候也會影響企業的發展。臺積電地處中國臺灣，是中國的固有領土，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揮空間。有可能會讓臺積電的優勢持續更久。但是，如果處理不當，也有可能走向負面。

臺積電的半導體之刃還能揮舞多久？的圖7