上周,有IC媒体从多方渠道获悉,台积电已向中国大陆现有所有AI芯片客户发出正式邮件,宣布自即日起暂停向中国大陆AI/GPU客户供应所有7nm和GPU芯片。这周的某个日期。技术更先进的芯片。一时间舆论哗然。
随后,多家外资投行和欧美主流媒体纷纷跟进快速评论报道,并进行进一步事实核查。目前看来,在美国大选结果尚未尘埃落定的情况下,中国大陆台积电厂长策划的所谓“白手套”事件只是一个预演和序曲;特朗普宣布获胜后,距离白宫真正易主还有近两个月的时间。届时,占据全球纯晶圆代工市场60%以上份额的台积电将与该公司有更实质性的联系,甚至可能直接参与新一轮美规具体项目的指导和撰写。芯片出口管制政策。
这一事件再次提醒大陆半导体行业人士,美国半导体出口管制部门也在不断学习和进化。新的审查制度绝不是美国政坛变化单方面胁迫的懦弱假设,也不是纯粹符合张忠谋的“全球化已经改变”。 “死亡”的结论是仓促做出的,但却是由一批资深行业从业者深入参与、广泛研究精心策划的。
7nm工艺平台和无法呼吸的台积电
此时此刻,台积电为何将7nm工艺视为扼杀大陆半导体发展的咽喉点?
对于台积电来说,7nm工艺平台是一个分水岭,凭借其在代工行业龙头的话语权,业界普遍将台积电作为7nm及以下平台的标杆作为先进工艺节点,即所谓的“节点”。
根据台积电本财年Q3财报,3nm出货量占代工总营收的20%,5nm占32%,7nm占17%,合计占比69%。与去年同期相比:先进技术(N7、N5、N3)占台积电营收的67%。我们回顾一下两年前的记录:2022年Q2,5nm占比21%,7nm占比30%。略高于 50% 低于 7nm。

台积电制程节点及全球地区营收占比
短短两年时间,台积电7nm以下工艺的营收份额就增加了近20个百分点。再加上近58%的平均毛利率,台积电在先进工艺方面拥有极高的议价能力。
由此,我们可以从台积电内部听到一些“叛逆”的声音。比如,当特朗普威胁要对台积电加征关税时,台积电CFO兼发言人黄仁照公开表示,“你加关税,我就加价”。潜在的结果是,成本将转嫁到苹果、英伟达、AMD等国内大客户身上,而且是层层转嫁。最终承受的压力将落在终端消费者和众多云服务提供商身上。
这就是台积电的底气所在。 7nm是他们与三星、英特尔逐渐拉大工艺代差的关键。通过以7nm平台命名的内部工艺演进(N7、N7P和N7+),台积电将光刻机从DUV推进到EUV——其中N7和N7P采用的是DUV光刻机,但为了使用DUV生产7nm工艺,还采用了浸没式光刻、多重曝光等技术,而N7+则直接采用EUV光刻。
相比中国大陆最先进的代工厂中芯国际,直到2020年才对14nm工艺的营收贡献仍守口如瓶,而7nm的进展仍处于难以言说、模棱两可的阶段。
从另一个层面来看。结合7nm和AI/GPU等关键词,我们进入了HBM技术驱动的先进封装领域。为了解决AI芯片的算力密度和内存墙问题,GPU和HBM互连的先进封装系统持续驱动TSV、中介层和混合键合技术的发展。 AI/GPU几乎成了先进封装的同义反复。
目前,全球先进封装有一个明显的趋势,由原来的后端工艺转向前端。随着HBM供应商不断提高堆叠密度,第五代HBM(HBM4)与逻辑层之间的互连将由主要存储制造商控制并由代工厂完成。 SK海力士表示,HBM4将极大改变业界原来对DRAM是“通用芯片”的认知,将其转变为定制化存储特殊工艺芯片,其中专有技术将由代工厂提供。与原有存储厂商分担责任,也是台积电今年宣布的“OEM 2.0”计划的精髓。
陷入7nm AI芯片供应困境,理论上会延缓美国商务部颇为担心的中国代工流程、存储流程和封装流程。这是一个“一箭多鸟”的阴谋。
然而,说到台积电工艺节点的演进,他们真的强大到可以用禁令封锁中国大陆的芯片设计和制造能力吗?阴谋之下,其实暗藏着暗流。
现阶段,台积电必须全力以赴,最大化自身,以实现业绩、资本投入和政治回报。随着半导体器件、材料、芯片尺寸和掩模尺寸接近极限,台积电正在努力避免陷入其编织的工艺演进之网。

除了代工和先进封装之外,台积电还提供光掩模服务
根据台积电自己公布的数据,其5nm工艺相比7nm仅有15%的性能提升。刚刚初步成功的3nm相比5nm性能提升了约18%,功耗增加了34%,而晶体管密度则增加了60%,低于传统工艺节点的进步需要100%的密度增长。
也就是说,通过从7nm增加两代工艺到3nm,台积电的芯片研发费用增加了三倍,但只实现了70%的功耗优化和35%的性能优化。这背后是功耗墙、内存墙、面积墙、并行墙等诸多瓶颈。晶体管密度的单维度增加可能不会给整个芯片系统带来性能和成本效益的线性增长。
台积电以其资本投入和先进芯片量产,不断创造出成功版的“西西弗斯神话”。即使每次都能成功地将石头搬到山顶,偶尔的失误也会给客户和自己造成重大损失。 。
台积电曾在2022年成功量产3nm,但其客户基本只有苹果。当年3nm刚推出时,台积电都不好意思发声。台湾分析师陆行智曾指出,N3是N5的一大败笔,明显比5nm和7nm的量产时间间隔延迟了半年以上,最终导致苹果没办法推出新手机当年9月,所以台积电当时的技术论坛甚至干脆省略了N3,直接将N3e与5nm进行比较,这也是营销上的无奈之举。
半导体技术研究机构Semi计算了不同工艺下芯片的成本。其中,28纳米节点的芯片开发成本仅为5130万美元,16纳米节点的芯片开发成本为1亿美元,7纳米节点的芯片开发成本为2.97亿美元。在5nm节点,研发芯片的成本将达到5.42亿美元,从趋势来看,3nm芯片研发费用可能接近10亿美元。
两个月前,心灵观察站询问了一位驻扎在Alpha上的高级分析师。他给出了一组数据:2023年,台积电3nm晶圆代工报价为每片19865美元,相比之下5nm。 13,400美元,增长43%;同年,台积电每片5纳米工艺晶圆的加工成本已升至4,235美元,相比每片7纳米工艺晶圆的加工成本2,330美元也增加了81.8%。

在AI/GPU领域,台积电面临半导体硅片等材料、半导体设备(折旧)、人力、工厂基础设施建设(折旧)、水电成本等巨大成本。除了价格上涨之外,他们还必须依赖大量的客户。订单按成本摊销。这个资本+量产的滚雪球神话需要英伟达、新思科技、西门子EDA等众多合作伙伴共同编织生成式AI梦想,防止元界泡沫破裂的灾难再次发生。
客观地说,台积电对中国大陆7纳米AI/GPU的绞杀,未必是第一张AI多米诺骨牌倒下后中国大陆的防火墙。算力和能源限制的膨胀会导致用户端的问题——云-数据中心-代工厂利益链的崩溃并不是什么牵强的事情。
国内AI芯片厂商完全可以保持冷静,静观其变。
岛上的生态和人口布局:供应削减的更外围视角
除了意外事件本身之外,从更外围的角度来看,或许可以让我们更清楚地了解台积电行动的全貌。
一年多来,台积电不断为这一举动做铺垫。
半年前,特朗普在各大公共信息渠道批评拜登政府团队的“芯片法案”政策,甚至威胁要暂停政府补贴,以高关税取而代之。在“我们的芯片制造业”的威胁下,台积电不得不更积极地向美国靠拢以保护自己,似乎也在情理之中。
心灵观察此前撰文称,自四年前美国商务部对华为供应链实施全面切断以来,台积电一直是美国商务部的座上宾。其高级副总裁 Peter 曾在美国参议院任职 16 年,专注于公司和法律事务。而且,2022年、2023年,台积电多次高调参与商务部BIS调查的“成熟工艺供应链”、“汽车芯片核心短缺”调查。
而如果我们盘点一下美国商务部、财政部、国防部已经批量制定的针对中国的半导体“黑名单”,我们就会发现,这些黑名单往往集中出现在之前的过渡时期。以及美国大选和中期选举之后。
例如,2021年1月,“美国国会山骚乱”震惊了全世界。风暴的漩涡或许在一定程度上掩盖了另一个重要事实,那就是在离开白宫前一周,特朗普发布了一系列将在任期内实施的政策。最大规模的针对中国的“实体清单”为其后继者留下了丰厚的“政治遗产”。因此,我们可以判断,在特朗普正式组阁并能够利用参众两院的主导政治力量之前,民主党将集中在内政外交上发起反击。台积电是这次反击的主要目标。深入参与者。
除了关注美国大选的余波与台积电经营策略的联动之外,还有一个因素也不容忽视,那就是岛内政治生态的微妙变化。
在赖正德集团赢得岛内选举之前,以蔡英文团队为首的台湾所谓“国家科学技术委员会”突然炮制了一份“国家核心关键技术清单”,其技术范围涵盖国防、太空、农业、半导体和信息技术。 5大安全领域共22项技术;扰乱两岸半导体产业“泉水”的,主要与锁定14纳米以下工艺的IC制造和异构集成封装两项技术有关。
此次涉及芯片制造的清单监管范围定为“14nm”。对此,中国台湾“经济部工业发展处处长”连锦昌接受“中央社”采访时表示,此次管制的首要目的是与世界同步并与美国技术控制接轨(以14纳米为基准);其次,台湾14纳米以下占据全球70%的市场,应用于通信、AI、汽车电子等领域。它们是重要的关键技术,不能泄露。
表面上看,台湾地区似乎只有台积电有14纳米以下的制造工艺,在中国大陆没有14纳米以下的业务,大陆地区的总营收约占其整体营收的12%至15%;但事实上,这份名单的主要目的是为了防止台积电人才被大陆挖走。
2023年下半年以来,岛内针对大陆的芯片猎巫活动愈演愈烈。上海硅锐、苏州芯锐、新相微电子等企业因非法盗取、盗窃知识产权等行为,不断受到台湾当局的骚扰。再加上台积电声称的“白手套”事件,这是台湾业者的一系列事件。当局对大陆发动了一场普遍的宣传战,并在美国大选前送出了昂贵的选票。

苏州芯锐科技关于“与台湾的知识产权问题”的官方声明
这份投资函还包括台积电任命先进制造工艺副总裁王英朗接任美国亚利桑那工厂首席执行官一职。王英朗在台积电的职业生涯顺利,与他成功拿下台积电南科14厂的经历是分不开的。此举也是想向美国表示,将派出将军解决亚利桑那工厂开业过程中的各种困难。
上述事件可以说为台积电对大陆的各种或明或暗的封锁埋下了伏笔。
台积电是金丝雀和指路明灯
随着台积电断供事件持续发酵,包括一些自媒体在内的多家研究机构都对大陆产业链可能受到的影响做出了初步分析。目前模糊的共识是,以台积电为棋子的BIS即将于2023年10月8日发布新的A轮管制规则,进一步细化“算力密度”。也有可能是VEU,或者台积电去年10月申请的“验证最终用户”计划将被修改,这将允许台积电不需要单独批准。可出口并获得美国永久豁免,为该公司位于中国南京的28纳米工厂供应美国设备。
尽管大陆仅占台积电总营收的15%,且存在潜在下降趋势,但7nm及其一系列配套控制项如裸片尺寸、计算能力、晶体管密度控制等仍会给许多国内芯片制造商带来困扰。影响严重,其中智能座舱/ADAS、CSP(云服务提供商)以及需要海量数据处理的互联网公司受到第一波冲击最为严重。
例如,蔚来的神机作为全球首款5nm智能驾驶芯片,拥有超过500亿个晶体管,采用32核大小核CPU架构;另一个例子是小鹏图灵芯片,这是一款40核处理器,可以本地运行30B参数。集成2个NPU的大型模型。两家公司都瞄准了的Orin,并面临被切断的危险。
再比如,小米声称的自研3nm芯片虽然不属于AI/GPU范畴,且用于消费电子产品,但基于晶体管密度是否也需要经过台积电的特别批准?
此外,需要大模型训练的百度、阿里巴巴、字节跳动等仍需要台积电7nm以下GPU作为AI加速器;至于数据中心使用的高带宽交换芯片是否也“卡壳”。其内,尚不得而知。
除了台积电之外,其他有能力承接7nm以下流片的代工厂还包括三星。心灵观察所立即就台积电将订单转移至三星的可能性联系了三星相关部门,但截至发稿,尚未收到回复。
不过,台积电前工程师、CEO吴子豪对心灵观察所表示,如果围堵措施最终是为了通过武力打出一个洞,造成在中国大陆代工先进芯片需要许可证()的局面,那么三星代工企业将没有机会。毫无疑问,待遇与台积电相同,无法服务中国大陆客户。
在最近热播的好莱坞电影《异形》中,我们看到,当人类未来殖民外星球,在太空之外进行采矿作业时,矿工们仍然携带金丝雀鸟笼,以警告矿井中潜在的危险。比喻高科技的发展仍然无法取代最基本的生物体的作用。
此次,台积电继续为中国大陆半导体扮演“矿井里的金丝雀”角色。他们提前发出警报。在美国逐渐掏空、消灭台积电在岛上的先进工艺资源之前,他们不得不与美国所有人合作。微观层面的政商互动,既是预警,又是指路明灯,照亮了大陆半导体的前进方向。


