電腦J手記
全球芯片缺貨,近期電子元件供應商通知客戶,產品受芯片短缺影響。車用芯片令汽車業停產,韓國車廠受車用晶片不足影響,Hyundai和Kia等多次停產,韓國政府以部長成允模名義發文給台積電客戶恩智浦(NXP)等4家半導體大廠,請求擴大晶片供給。據報芯片缺貨,全球汽車業損失達600億美元。
芯片短缺的原因很多,其中之一當然是產能不足。據各方解釋,原因之一是疫情爆發後,在家工作令電子產品需求大增,去年疫情爆發初期,汽車銷售一度大跌,芯片生產線轉移往其他產品,一下子也無法恢復。
電子元件需求還有其他原因,5G基礎建設消耗大量芯片,電動汽車又帶動芯片的需求大漲。而中國的新基建,又無一不跟芯片有關;中美磨擦,企業相繼囤積芯片,結果市場大亂。
但芯片並不是單一產品,市場其實早已分層,不同製程的芯片,各有市場。
手機、5G基站、個人電腦平板等,已演進至10nm以下製程。全球只有台積電和韓國三星,擁有生產10nm以下製程良率,除非更多晶園代工發展出類似技術,10nm以下的芯片求過於供,似乎短期不會有改善。
不過,汽車業並不常用10nm以下製程芯片。雖然摩爾定律下集成電路的電晶體數目每18個月就增加一倍,性能每2年就翻一倍,不意味著工藝愈是先進,上一代的工藝就失去存在價值,汽車業芯片仍以上一代技術為主。
近期全球集中在28nm芯片產能短缺;28nm芯片性價比高,全因技術成熟穩定,更多設計陸續採用;20nm以下芯片,一定用上FinEFT工藝(16/14nm)製程,晶圓製作成本,至少要增加五成,而IBM正吹捧2nm製程新一代GAA工藝,要花多少錢,就只有天曉得了。
很少人留意,台積電是首家突破了28nm芯片的HKMG疊層技術,多年來一定領先。由於掌握生產技術,台積電一直推動28nm製程成本下降,廣泛利用在多種電子產品,不少平價產品有了更高智能化,實要多謝台積電。
28nm日常生活中應用廣泛;從鴨記OOT機頂盒、大大小小智能電視、物聯網設備、OLED顯示、CMOS圖像感測器、射頻元件、WiFi及藍芽都大量使用28nm芯片。近年大家愛用於開發小玩意Raspberry Pi 4 Model B ,均以28nm的SoC芯片。最近國內也開始有微控制器(MCU),最近看到國內嘉楠科技Kendryte K210 RISC-V的MCU也採用28nm,已可跑AI了。
而5大車用芯片製造商,NXP、Infineon、日本瑞薩電子(Renesas)、德州儀器、STMicroelectronics的 MCU和功率半導體(Power semiconductor),不少也升級使用28nm,原因是更加穩定,達到汽車業嚴謹要求,又可令汽車更智能化。
上月,中芯、台積電、聯華電子都紛紛表示擴充28nm產能,芯片不是愈先進,愈有市場,還要視乎用途價錢,台積電大幅擴充中國南京28nm生產線,解決各行業芯片短缺。
上星期,有中國芯片「專家」指責,台積電在南京廠擴產28nm,會直接衝擊中國大陸芯片製造企業的生存機會,呼籲抵制台積電擴產。
中國進口了全球一半芯片,生產量只有全球約14%(台灣為21%),缺口極大。中國有不少芯片設計公司,但芯片正式生產,除錯優化要在晶圓代工廠測試,香港科學園最近擴大無塵室,減少傳感器設計來回晶圓代工試驗的成本;台積電如在南京擴產,肯定有利國內芯片設計業。
中國本身也沒生產28nm芯片的技術能力,中芯國際的14nm採用的只是外國技術,中國只掌握90nm的製程,現時離開自行生產28nm,其實很遠。台積電增產,如何會打擊國內的芯片生產廠?中國靠保護主義,芯片業可否突飛猛進?中國原來還有義和團思想,一些所謂科技KOL的水平,更不問可知了。