作為把控著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)命脈“EUV光刻機(jī)” 的唯一廠商，ASML對(duì)于產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)的洞察無(wú)疑要超出其他企業(yè)。在近日舉辦的投資者大會(huì)上，ASML就半導(dǎo)體行業(yè)下個(gè)十年的趨勢(shì)進(jìn)行了透徹的分析和預(yù)測(cè)。

從整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)的總值來(lái)看，ASML直接引用了3家分析公司的數(shù)據(jù)，包括SEMI、TechInsights和McKinsey，他們給出的2030市場(chǎng)規(guī)模在1萬(wàn)億到1.3萬(wàn)億美元之間。而目前的總值在0.6萬(wàn)億美元左右，所以從目前的預(yù)測(cè)來(lái)看，無(wú)論如何，10年后半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模都會(huì)再翻一倍。

各個(gè)國(guó)家與地區(qū)追求的技術(shù)主權(quán)

在形容去年的芯片短缺供應(yīng)鏈斷裂問(wèn)題時(shí)，ASML首席執(zhí)行官 Peter Wennink稱其為1973年石油危機(jī)重演，這并非石油短缺引發(fā)的問(wèn)題，但卻依然出現(xiàn)了危機(jī)的局面。2021年的半導(dǎo)體危機(jī)，很大程度上也受限于全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)被疫情影響，而不是原材料消耗殆盡所引發(fā)的問(wèn)題。

在去年供應(yīng)鏈緊張的局面發(fā)生后，各國(guó)很快就意識(shí)到所謂的全球供應(yīng)鏈在疫情這樣的全球危機(jī)下并不算牢靠，所以紛紛開(kāi)始追求所謂的“技術(shù)主權(quán)”。如果不能牢牢地將其抓在手里，難免會(huì)步步受制于人，而這對(duì)于ASML無(wú)疑是利好。

美國(guó)推出了著名的芯片法案，金額高達(dá)520億美元；歐洲推出了芯片法案，同樣高達(dá)460億美元；中國(guó)大陸的大基金第一期和第二期總規(guī)模超過(guò)了500億美元，還推出了一系列減稅政策，中國(guó)臺(tái)灣也開(kāi)始優(yōu)先為晶圓廠供應(yīng)土地和能源；韓國(guó)推出了所謂的“韓國(guó)半導(dǎo)體腰帶”戰(zhàn)略，引入了對(duì)半導(dǎo)體公司的免稅額度，并計(jì)劃在2030年吸引4500億美元的私人投資。

在ASML看來(lái)，這還只是一個(gè)開(kāi)始，要想實(shí)現(xiàn)一定的技術(shù)主權(quán)，在當(dāng)下的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)率下，意味著從國(guó)家層面上需要加倍投入。而且這里指代的技術(shù)主權(quán)還不是指打通整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈，而是不被整個(gè)產(chǎn)業(yè)甩開(kāi)太遠(yuǎn)。

不同工藝的增長(zhǎng)點(diǎn)在哪？

我們已經(jīng)在手機(jī)SoC上經(jīng)歷了一代又一代的先進(jìn)工藝，雖說(shuō)看起來(lái)這一塊的增長(zhǎng)已經(jīng)放慢了腳步，但ASML目前更看好的其實(shí)是其他手機(jī)芯片從成熟工藝往先進(jìn)工藝的演進(jìn)。ASML列出了今年6月份臺(tái)積電技術(shù)研討會(huì)上發(fā)布的數(shù)據(jù)，其中就提到了智能手機(jī)和消費(fèi)電子上其他芯片帶來(lái)的增長(zhǎng)。

比如CIS或MEMS傳感器，目前已經(jīng)到了28nm的工藝節(jié)點(diǎn)上，未來(lái)走向先進(jìn)工藝會(huì)帶來(lái)更多的增長(zhǎng)。而射頻IC目前最快已經(jīng)走到了6nm這個(gè)先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)上，在Wi-Fi、蜂窩等技術(shù)走入下一個(gè)階段后，也會(huì)緊隨邏輯IC用上更先進(jìn)的工藝。再者就是音頻/視頻芯片以及PMIC芯片，兩者目前尚處于22nm和40nm的階段，不過(guò)未來(lái)在8K普及，獨(dú)立PMIC轉(zhuǎn)向智能PMIC后，也可能會(huì)一并引入先進(jìn)工藝。

搭載先進(jìn)工藝產(chǎn)品數(shù)量的其他增長(zhǎng)來(lái)源來(lái)自服務(wù)器和AR/VR頭戴設(shè)備，這兩者其實(shí)在先進(jìn)節(jié)點(diǎn)的利用進(jìn)度上都已經(jīng)快趕上手機(jī)SoC了，但從Gartner等機(jī)構(gòu)今年的分析來(lái)看，均會(huì)在未來(lái)?yè)碛懈叩脑鲩L(zhǎng)率。

至于成熟工藝的增長(zhǎng)，ASML用到了來(lái)自英飛凌和臺(tái)積電的數(shù)據(jù)，主要還是來(lái)自智能電網(wǎng)和汽車這兩大市場(chǎng)。在ASML自己的分析中，使用28nm及以上成熟量產(chǎn)工藝的產(chǎn)品在6年間增長(zhǎng)了40%，這也意味著DUV的出貨量短期不會(huì)出現(xiàn)下滑，但相對(duì)出貨量增長(zhǎng)率和單機(jī)器的生產(chǎn)效率來(lái)說(shuō)，還是要弱于EUV的。

技術(shù)演進(jìn)需要更先進(jìn)的半導(dǎo)體設(shè)備

ASML的重心并沒(méi)有全部放在制造和售賣光刻機(jī)上，也在和全球頂尖的研究中心IMEC深入探索半導(dǎo)體技術(shù)的極限。從IMEC給出的路線圖來(lái)看，2nm、3nm都已經(jīng)是第一階段的產(chǎn)物了，未來(lái)2036年的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)2埃米，晶體管結(jié)構(gòu)也會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)镃FET。


而在存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展上，也并沒(méi)有出現(xiàn)瓶頸。以DRAM為例，三星目前D1a的產(chǎn)品已經(jīng)開(kāi)始量產(chǎn)，而D1b的產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入開(kāi)發(fā)階段，D1c、D0a的產(chǎn)品已經(jīng)開(kāi)啟了研究，最終會(huì)在2023年走到D0c這個(gè)節(jié)點(diǎn)，在高內(nèi)存密度和低供電電壓上實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍。

NAND也是如此，美光176層的NAND或許已經(jīng)可以滿足目前不少數(shù)據(jù)中心的存儲(chǔ)需求了，但在ASML的預(yù)測(cè)中，我們將會(huì)在2030年迎來(lái)500層以上的NAND產(chǎn)品，這樣的閃存在性能和密度都將是史無(wú)前例的，而ASML這樣的設(shè)備廠商，無(wú)疑將成為這些技術(shù)演進(jìn)的最大受益者。

設(shè)計(jì)方向的改變意味著更多的晶圓需求

先進(jìn)工藝在放慢腳步后，芯片設(shè)計(jì)廠商找到了新的方式來(lái)平衡能耗與性能，那就是更大的芯片面積?！案吣苄А币呀?jīng)成了整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的新準(zhǔn)則，可面臨工藝突破速度減緩，只靠高能效給終端產(chǎn)品的營(yíng)銷帶來(lái)了不少困難，尤其是在與上一代產(chǎn)品的性能對(duì)比時(shí)。

所以對(duì)于一些對(duì)于芯片面積寬容度更高的產(chǎn)品，諸如電腦芯片、服務(wù)器芯片等，就有了靠堆面積來(lái)增加性能的方法，比如蘋果的M1系列芯片、英偉達(dá)的GPU、英特爾的CPU等。根據(jù)ASML的分析，在工藝、架構(gòu)不變的前提下，降低芯片電壓，提高能效比，還能維持相同的性能，至少需要原來(lái)1.2倍以上的芯片面積，如果想要更高的芯片性能，那就只能繼續(xù)往上堆了。

隨著前進(jìn)1nm帶來(lái)的性能提升越來(lái)越少，或許未來(lái)堆面積才是大趨勢(shì)，這樣哪怕出現(xiàn)芯片出貨量下降的情況，但晶圓的需求量還是在往上走的，這正是晶圓廠們?nèi)栽趫?jiān)持?jǐn)U大產(chǎn)能的原因之一，也是ASML仍然看好自己未來(lái)營(yíng)收的原因之一。