2纳米芯片
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日本厂商,争霸2nm
半导体行业观察· 2025-11-06 09:17
日本光刻胶巨头的产能扩张与战略布局 - 日本三大光刻胶制造商东京应化工业、JSR和ADEKA正进行数十亿日圆的投资,以应对2025至2030年先进制程芯片的需求爆发 [2] - 东京应化工业在韩国投资200亿日圆建设光刻胶厂,计划2030年投产,并追加120亿日圆投资高纯度化学厂,旨在将供应链贴近三星和SK海力士等主要客户 [2] - JSR公司扩产时间表更为激进,其韩国MOR型光刻胶厂计划在明年底实现量产,比东京应化工业提前两三年 [3] - ADEKA公司采取“本土优先”策略,在日本投资32亿日圆建设MOR型光刻胶厂,目标在2028年4月量产 [3] 日本企业在全球光刻胶市场的垄断地位 - 日本企业占据全球光刻胶市场91%以上的份额,其中东京应化工业单独掌握全球市场25.1%的份额 [2] - 在高端EUV光刻胶领域,东京应化工业控制着45.9%的市场 [2] - 美国银行集团研究预测,日本光刻胶企业至少将保持优势至2030年,未来五年内掌握光刻胶供应链的企业将握有全球半导体产业的关键 [2] - 尽管中国等新兴参与者在i线和KrF光刻胶上取得进展,但在高阶EUV光刻胶的商业化方面仍存在较大技术与成本差距,日本企业在2030年前可维持EUV光刻胶的垄断地位 [8] 韩国作为半导体产业枢纽的崛起 - 韩国政府于2024年宣布大半导体集群计划,计划在2047年前投资471亿美元,旨在将京畿道平泽-龙仁区域打造为全球最大芯片制造中心,目标月产能达770万片晶圆 [3] - 该区域已汇聚三星、SK海力士等全球顶级芯片企业,对光刻胶等材料的需求呈爆炸式增长 [3] - SK海力士2024年资本支出增长75%,以应对人工智能芯片所需高频宽记忆体的疯狂需求,HBM需求量在2024年增长200%,预计今年还将增长70% [3] - 从地缘政治角度看,日本材料企业在韩国建厂有助于规避贸易摩擦风险,通过本地化生产降低供应链的脆弱性 [3] MOR型光刻胶的战略价值与市场前景 - MOR已成为EUV极紫外线曝光的核心选择,相比传统化学增强抗蚀体,其材料成本比干式光刻胶低约33% [6] - MOR在解析度、线边粗糙度和图案坍塌等关键指标上表现优秀,尤其适用于超小特征尺寸,并且材料浪费量可降低五至十倍 [6] - 东京电子公司数据显示,MOR预估可用于10埃的逻辑芯片和1x纳米制程的DRAM [6] - SK海力士已确认在1x纳米DRAM制程中采用MOR方案,三星也在进行测试 [6] - 全球EUV光刻胶市场规模预计从2024年的2.96亿美元增长至2031年的14.09亿美元,七年内增长近五倍 [6] 全球半导体产业链的中长期趋势 - 日本企业的扩产投资反映了行业对2纳米以下制程将在五至十年内从研发进入量产的一致判断 [8] - 美国能源部数据显示,全球半导体市场到2030年预计将达到1兆美元,先进制程芯片需求将创下新高 [8] - 日本虽然本土缺乏2纳米芯片制造厂,但通过积极布局海外,旨在夺取2纳米以下先进制程的市场 [8] - 日本经济产业省和美国政府均对日本材料商的研发和全球扩张提供战略支援,强化其竞争力 [8] 对全球半导体产业生态的深远影响 - 日本光刻胶企业的投资将强化韩国作为全球芯片制造中心的地位,高阶材料本土化将提升三星和SK海力士在2纳米制程的竞争力并改善其成本结构 [10] - 此举将加剧日本对全球半导体材料价值链的控制,在后摩尔定律时代,芯片性能提升的关键转向材料,日本企业垄断关键材料即掌握了产业升级的密钥 [10] - 日本企业的多地布局生产基地有助于降低全球芯片产业依赖单一国家供应链的风险,同时强化其行业话语权,无论芯片在何处制造,日本材料企业都能获利 [10]
Apple M3,苹果最短命芯片?
半导体行业观察· 2025-03-23 12:03
文章核心观点 苹果从 M2 过渡到 M3 虽带来新性能水平,但因 3nm 工艺问题面临生产、产品线、性能等多方面挑战,促使其快速向 M4 过渡,同时也为未来芯片发展提供经验教训 [1][20] 3纳米工艺带来了严重的生产问题 - 苹果转向 3nm 制造工艺合乎逻辑,此前 5nm 工艺成功且缩小晶体管尺寸可提升能效和性能,但 N3B 版本存在严重生产问题,包括产量低、与未来改进不兼容等 [3] - N3B 因激进设计规则和新组件导致产量下降、金属堆栈性能挑战,苹果为首批推出 3nm 芯片确保全部初始生产,面临早期采用风险,台积电早期生产良率低至 55%,M3 或成昂贵芯片 [3] - 极低生产良率迫使苹果和台积电进行“私下交易”,苹果只需支付可用芯片费用,该安排对抵消 M3 低良率财务影响至关重要 [4] - 苹果 2025 年底将 A17 Pro 转向 N3E 工艺,保护利润率并扩大 3nm 采用,但需花费 10 亿美元重新设计 M3 系列 CPU 集群和内存控制器 [5] M3产品线的不一致 - M3 生产的 N3B 和 N3E 工艺分歧导致产品线不一致,如 M3 Pro 内存带宽比前代少 25%,M3 Max 内存带宽上限降低,可能是为适应 N3B 工艺优先考虑可制造性 [7] - M3 芯片尺寸和复杂性提升,最大的 M3 Max 芯片含 920 亿个晶体管和 40 核 GPU,使早期 3nm 节点生产更具挑战性 [8][9] - N3B 工艺问题影响 M3 性能和生产,性能提升不均衡,基础版 M3 单核性能提升约 15%,M3 Pro 多核改进被内核数量减少掩盖;低良率限制产量,导致高端 Mac 和 MacBook 产品线延迟 [10][11] 各方面表现不佳 - M3 Max 的 40 核 GPU 在创意工作负载中表现优,但苹果放弃 M3 Ultra 型号是疏忽;iPhone 15 Pro 的 A17 Pro 芯片过热,引发对 M3 芯片低效率猜测 [12][13] - 苹果在 N3B 上生产 M3 虽想更快推出 3nm Mac,但面临产量和效率障碍,产品有些过渡 [12][13] 迈向M4的垫脚石 - 苹果从 M3 到 M4 过渡速度前所未有,表明想摆脱 M3 问题;台积电 N3E 工艺良率达 70 - 80%,可制造性改善,降低成本并提高性能 [14] - 苹果或把早期 3nm 芯片作为过渡设计,迅速调整 M3 以外产品线,下一次更新将采用 M4 芯片 [14] - 虽未公开批评 M3 芯片,但有迹象表明苹果内部承认挑战,如 A17 Pro 散热问题,且芯片工程师为不同节点设计两个版本核心 [15][16] - M4 采用全新方法,苹果强调其基于“第二代 3 纳米技术”,暗示 M3 第一代技术有缺陷,换代速度与常见节奏相比被描述为“激进的更新时间表” [16][17] 过渡到M4 - 苹果对硅片路线图有控制优势,但采用 N3B 工艺暴露激进采用新制造节点风险,与 M1 和 M2 平稳过渡对比明显 [20] - 苹果向台积电亚利桑那州工厂投资 25 亿美元确保长期供应链稳定,虽该工厂不会立即生产尖端芯片,但表明台积电未来开发更具战略性和可控性,不过工厂遇到人员配备问题 [20] - 台积电 2025 年下半年开始生产 N2,苹果可能是首批客户,不确定苹果是否会再次冒险早期采用;苹果未完全放弃 M3,在 Mac Studio 和 iPad Air 推出 M3 设备,可能因生产可扩展性 [21] - M3 转型是雄心勃勃且成功的实验,有挑战但为芯片进化必要步骤,M4 MacBook Air 发布或使 M3 产品线搁置 [22]