性能與成本不相匹配,進入尷尬期的先進製程工藝又將何去何從?

當飆升的成本與不相稱的性能提升遇到消費低迷期,先進製程芯片似乎正步入尷尬期,這也使得芯片代工廠與客戶之間的博弈,變得愈發激烈。

如此現實,帶來的問題是:先進製程工藝芯片發展又將何去何從?

01 先進製程芯片:飆升的成本與不相稱的性能提升

隨着芯片製程工藝在近年來從28nm一路狂奔至如今的5nm、4nm乃至明年進入3nm,但在摩爾定律逐步失效的現實下,過往先進製程工藝帶來的性能紅利也正在逐步消失,取而代之的是成本的飆升與不相稱的性能提升。

這在iPhone 14 Pro系列所使用的A16仿生處理器上,表現得頗為明顯。

據Nikkei Asia 報道稱:今年iPhone 14 Pro 款機型成本上漲明顯,其中iPhone 14 Pro Max 的成本更是達到了501 美元,比上代多了 60 美元;而iPhone 14 Pro 系列成本飆升的最大推手,則屬A16仿生芯片。

據報道這枚採用了台積電4nm製程工藝的芯片,其成本相較於A15 芯片的成本上漲超 2.4 倍,達到了 110 美元。

要知道,這還是在台積電對蘋果這個大客戶,並未進行大幅提價的現實下。

但成本的飆升並未帶來與之相稱的性能提升,事實上今年A16仿生芯片帶來的性能提升相對有限。

在蘋果發布上,雖然蘋果宣稱A16仿生芯片是iPhone的速度之王,其晶體管數量達到了近160億個,性能相較於A13處理器提升40%,能耗相較於A15處理器下降20%。

但事實上,相較於 A15處理器,今年A16仿生芯片在晶體管數量上提升不足十億,落實到具體性能,從白問科技發布的相關測試成績來看:則是今年A16芯片在CPU部分的Geekbench5跑分為單核1887/多核5461,整體較iPhone13 Pro的A15芯片提升約12%,GPU方面,A16在內存帶寬升級50%的情況下,GFXBench離屏測試成績相比A15僅提升約6%。

02 芯片代工廠與客戶之間的博弈,變得更為激烈

如此現實,也使得先進製程工藝在當下顯得頗為尷尬。

但於先進芯片製程工藝而言,更無奈的現實在於:廠商需要用擁有先進製程芯片的產品,作為賣點來刺激低迷的終端消費市場;芯片代工廠也需要持續投入、推進先進製程芯片向前發展,進入3nm、2nm乃至更高製程階段;消費者也希望擁有最新技術的產品,但卻不願意承擔與之相伴的漲價,特別是在當下這種經濟低迷期。

所以我們看到,即使今年蘋果A16處理器成本飆升2.4倍,但蘋果在Pro系列產品上,還是選擇將這部分成本自我吸收,未提高Pro產品起售價。

但要廠商長期自我吸收成本壓力,降低利潤率,顯然廠商並不會樂意,更何況,面對接下來愈發先進的製程工藝,其成本還會進一步上漲。

這也讓當下先進製程工藝出現了未曾有過的三角矛盾——即愈發先進的製程工藝必然會帶來更為高昂的成本,但對上漲的成本,芯片代工廠、廠商與消費者,三方均不願意過多的承擔。

這從兩條有關台積電先進芯片製程工藝動態信息,便可見端倪。

一是業內人士“手機芯片達人”爆料稱“tsmc 內部決定放棄N3工藝,因為客戶都不用,轉2023 下半年量產降本的N3E 工藝, N3 成本高,design的window 又很critical .連Apple 都放棄N3 工藝。”

二是自2021年宣布提價20%之後,日前台積電對蘋果、英偉達、高通等客戶提出了新一輪的漲價要求——從2023年1月1日起,台積電計劃將8英寸芯片晶圓的價格漲價6%,將12 英寸晶圓的價格將提高 3% 至 5%。

如此種種,都指向了先進製程工藝在當下所面臨的巨大成本困境。

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而這種困境,帶來的直接後果是讓芯片代工廠與客戶之間的博弈變得更為激烈。

面對台積電新一輪的漲價要求,據業內人士“手機芯片達人”爆料稱:“蘋果正式拒絕tsmc 2023 漲價要求,蘋果比tsmc更強勢”,但來自《經濟日報》的信息又稱蘋果已同意承擔成本。

所以這也讓台積電與蘋果之間的博弈結果變得頗為撲朔迷離,但當這種博弈來到明面上,無論此輪博弈誰勝誰負,對於蘋果這種習慣於對供應鏈強把控、難以接受供應鏈鉗制的廠商而言,可能都不是其樂於見到的。

這從蘋果此前在整機製造、OLED显示屏幕等方面扶持新勢力制衡老勢力一家獨大的舉措中,便可見一斑。

在此,或許一場究竟是製程工藝為王,還是訂單為王的爭鬥,已然逐步打響。

但這種爭鬥,顯然也打破了原本相互成全、多方共贏的商業模式,於其中各方,事實上都是不利的存在,但在成本、利潤、話語權等多方考量爭奪下,這恐怕又是廠商們的必然選擇。

03 先進製程工藝又將何去何從?

更強性能、更低功耗雖然是我們對芯片的永恆追求,但隨着芯片製程工藝跨過7nm這道分水嶺之後,其性能提升愈發與成本提升不相匹配——特別是在消費电子產業正不可避免的進入衰退期,面對先進製程工藝這頭吞金巨獸,芯片代工廠、廠商與消費者均不願過多分擔的現實下,這也使得更先進工藝將何去何從,變成了一個迫切需要回答的問題。

畢竟,當前採用5nm、4nm製程工藝的芯片,在性能與功耗表現上已經非常優秀,其已能夠完全滿足消費者產品日常使用。那麼在此現實下,廠商是否還有持續的動力去採用更高成本的先進製程工藝芯片,特別是在消費不振的現實下?

在此,我們或許唯一能期待的是:廠商們能夠儘快研發出新一代需要更高製程工藝支撐且被市場廣泛接受的全新終端設備,或許唯有此,才能刺激先進製程芯片持續向前發展。

但這類設備和需求在哪裡?遺憾的是,目前我們都還未見到端倪。

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