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在此前美國的一場討論會(huì)上,面對(duì)高盛分析師Jim Schneider關(guān)于2025年晶圓廠設(shè)備市場前景的提問,Applied Materials CEO Gary Dickerson給出“低單位數(shù)成長”的保守預(yù)測(cè),KLA Corporation CFO Bren Higgins卻預(yù)期“中單位數(shù)增長”,Lam Research CFO Doug Bettinger則完全回避數(shù)字預(yù)測(cè)。這種分歧并非市場判斷能力的差異,而是三家巨頭對(duì)半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展方向有著根本性的不同看法。
半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)向來以技術(shù)門檻極高著稱,Applied Materials的材料工程、KLA的檢測(cè)系統(tǒng)、Lam Research的蝕刻工藝,每項(xiàng)技術(shù)都需要十年以上的深度積累。然而,AI制程需求的爆發(fā)與地緣政治限制正在壓縮產(chǎn)業(yè)的技術(shù)更新周期,迫使設(shè)備商在不確定性中做出戰(zhàn)略押注。從2022年管制啟動(dòng)到當(dāng)前市場格局重塑,整個(gè)產(chǎn)業(yè)正在經(jīng)歷從技術(shù)分歧到競爭邏輯重構(gòu)的深層變革。三大設(shè)備巨頭將透過技術(shù)路線差異、產(chǎn)業(yè)生態(tài)斷裂、制造方式革命,以及政治風(fēng)險(xiǎn)內(nèi)化四個(gè)維度,展現(xiàn)這場產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)的真實(shí)面貌。
同一個(gè)問題,三種技術(shù)賭注
Gary Dickerson的謹(jǐn)慎表態(tài)背后,隱藏著Applied Materials對(duì)未來技術(shù)路線的深度思考。這位執(zhí)行長在會(huì)議上強(qiáng)調(diào)iCAPS市場的“消化期”,實(shí)際上反映了該公司對(duì)摩爾定律平面縮放到達(dá)極限的判斷。 Applied Materials正在押注先進(jìn)封裝技術(shù),認(rèn)為AI芯片的復(fù)雜性將迫使產(chǎn)業(yè)從2D轉(zhuǎn)向3D整合。該公司位于奧巴尼的EPIC Center已投入15億美元,專門開發(fā)CoWoS(Chip-on-Wafer-on-Substrate)技術(shù),這是一場對(duì)異質(zhì)整合未來的豪賭。 Dickerson相信,當(dāng)CPU、GPU、記憶體必須整合在同一封裝內(nèi)時(shí),傳統(tǒng)的晶圓制造將讓位給材料工程和封裝技術(shù)。
Bren Higgins的樂觀預(yù)測(cè)則建立在制程復(fù)雜化不可逆轉(zhuǎn)的技術(shù)判斷上。 KLA Corporation這位財(cái)務(wù)長在會(huì)議中詳細(xì)描述了一個(gè)技術(shù)現(xiàn)實(shí):臺(tái)積電3納米制程的檢測(cè)步驟比7納米制程增加60%,每當(dāng)制程節(jié)點(diǎn)向前推進(jìn),電晶體尺寸就更接近物理極限。 Higgins押注的是“制程越先進(jìn),檢測(cè)越重要”的技術(shù)邏輯,該公司的電子束檢測(cè)設(shè)備能夠發(fā)現(xiàn)10納米以下的缺陷,正好契合AI芯片的零容錯(cuò)要求。 KLA相信,即使地緣政治風(fēng)險(xiǎn)持續(xù),先進(jìn)制程的檢測(cè)需求也不會(huì)減少,反而會(huì)因?yàn)榱悸蕢毫Χ掷m(xù)增長。
Doug Bettinger的策略回避顯露出Lam Research對(duì)技術(shù)路線的復(fù)雜判斷。該公司財(cái)務(wù)長在會(huì)議中反覆提及“etch-and-deposition intensity”概念,暗示公司同時(shí)押注兩個(gè)技術(shù)方向:3D NAND的垂直擴(kuò)展和先進(jìn)邏輯的3D架構(gòu)。 3D NAND從96層向200層演進(jìn)需要深寬比超過100:1的垂直蝕刻技術(shù),而AI芯片的3D電晶體結(jié)構(gòu)同樣需要原子級(jí)精度的工藝控制。然而,這兩個(gè)技術(shù)方向都面臨物理極限的挑戰(zhàn),Lam Research選擇保留戰(zhàn)略彈性,等待市場需求進(jìn)一步明朗化。
當(dāng)營收數(shù)字掩蓋了生態(tài)鏈的崩塌
Applied Materials中國營收從32%暴跌至18%,每季損失10億美元的數(shù)字震撼市場,但真正的危機(jī)遠(yuǎn)超財(cái)務(wù)報(bào)表。這家設(shè)備巨頭失去的不僅是收入來源,更是與全球最大半導(dǎo)體消費(fèi)市場的技術(shù)共同發(fā)展機(jī)會(huì)。中國市場向來是新技術(shù)驗(yàn)證和工藝優(yōu)化的重要場域,當(dāng)Applied Materials被迫退出時(shí),該公司實(shí)際上失去了一個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)改進(jìn)回饋機(jī)制。更嚴(yán)峻的是,中國本土設(shè)備商北方華創(chuàng)、中微公司正在成熟制程領(lǐng)域快速追趕,Applied Materials重返中國市場的技術(shù)門檻正在不斷提高。
KLA Corporation面臨的5億美元損失看似溫和,但技術(shù)生態(tài)的影響更加深遠(yuǎn)。該公司的檢測(cè)設(shè)備不只是硬體產(chǎn)品,更是整個(gè)制程監(jiān)控體系的技術(shù)核心。中國晶圓廠被迫尋找替代方案時(shí),正在重新建構(gòu)獨(dú)立的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和供應(yīng)鏈體系。長期而言,這種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的分化將導(dǎo)致全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)兩套平行的品質(zhì)管控系統(tǒng),所有參與者的研發(fā)成本和技術(shù)復(fù)雜度都將大幅增加。 KLA面臨的真正挑戰(zhàn)不是短期收入損失,而是全球技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一性的瓦解。
Lam Research中國營收占比從32%縮減至24%的過程中,客戶支援業(yè)務(wù)群組(CSBG)受到最嚴(yán)重沖擊。半導(dǎo)體設(shè)備的商業(yè)模式特性決定了設(shè)備銷售只是開始,后續(xù)十年的技術(shù)支援、升級(jí)改造、備件供應(yīng)才是真正的利潤來源。一臺(tái)蝕刻設(shè)備的使用周期通常超過十年,服務(wù)收入往往是設(shè)備價(jià)值的兩倍以上。中國市場的服務(wù)中斷不僅是當(dāng)期現(xiàn)金流損失,更意味著未來十年收益的永久消失。這種產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈的斷裂正在重塑全球半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)的商業(yè)邏輯。
AI革命重新定義半導(dǎo)體制造的游戲規(guī)則
AI芯片對(duì)半導(dǎo)體制造技術(shù)提出的挑戰(zhàn)遠(yuǎn)超外界想像:NVIDIA H100芯片包含800億個(gè)電晶體,采用臺(tái)積電4納米制程制造,不是最先進(jìn)制程,但技術(shù)難點(diǎn)仍然極高,原因在于異質(zhì)整合的復(fù)雜性。 CPU、GPU、HBM記憶體必須透過先進(jìn)封裝技術(shù)整合在同一模組內(nèi),對(duì)準(zhǔn)精度要求達(dá)到1微米以下,散熱管理技術(shù)面臨前所未有的挑戰(zhàn)。 Applied Materials押注的CoWoS技術(shù)需要在硅基板上精確放置數(shù)十顆芯片,任何微小偏差都可能導(dǎo)致整個(gè)模組失效。
KLA Corporation面對(duì)的技術(shù)現(xiàn)實(shí)更加嚴(yán)峻:AI芯片的良率要求遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)邏輯芯片。傳統(tǒng)CPU中少數(shù)電晶體失效不會(huì)影響整體功能,但AI芯片的矩陣運(yùn)算特性決定了任何一個(gè)運(yùn)算單元故障都可能導(dǎo)致整批資料錯(cuò)誤。這種零容錯(cuò)要求推動(dòng)檢測(cè)設(shè)備從統(tǒng)計(jì)抽樣轉(zhuǎn)向全面檢測(cè),檢測(cè)密度呈指數(shù)級(jí)增長。 KLA的先進(jìn)檢測(cè)技術(shù)能夠在制程中即時(shí)發(fā)現(xiàn)納米級(jí)缺陷,正好契合AI芯片對(duì)制造精度的極致要求。該公司預(yù)期AI芯片檢測(cè)步驟將比傳統(tǒng)芯片增加40%以上。
Lam Research的技術(shù)押注關(guān)聯(lián)到AI運(yùn)算的功耗挑戰(zhàn)。 AI模型訓(xùn)練的高能耗特性要求芯片設(shè)計(jì)從平面結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向3D架構(gòu),透過縮短電子傳輸路徑來降低功耗密度。 3D電晶體的制造需要更復(fù)雜的蝕刻和沉積工藝,每一層結(jié)構(gòu)都必須達(dá)到原子級(jí)的對(duì)準(zhǔn)精度。該公司開發(fā)的Halo工具專門針對(duì)高層數(shù)3D NAND設(shè)計(jì),能夠?qū)崿F(xiàn)深寬比超過100:1的垂直通道蝕刻。這種技術(shù)復(fù)雜度的大幅提升正在重新定義半導(dǎo)體制造的物理邊界。
三種押注,一個(gè)未來
Applied Materials賭的是封裝技術(shù)將取代傳統(tǒng)制程,KLA賭的是檢測(cè)需求將無限放大,Lam Research賭的是保持選擇權(quán)比下注更安全。三家公司看似預(yù)測(cè)市場,實(shí)際上是在選擇生存方式:是押注單一技術(shù)路線獲得先發(fā)優(yōu)勢(shì),還是分散風(fēng)險(xiǎn)等待局勢(shì)明朗?
時(shí)間會(huì)證明誰的判斷更準(zhǔn)確。 AI芯片的制造需求能否真正彌補(bǔ)中國市場的損失,先進(jìn)封裝技術(shù)能否如Applied Materials所愿成為新的增長引擎,檢測(cè)設(shè)備的重要性是否如KLA預(yù)期般持續(xù)提升,市場終將給出答案。
但無論結(jié)果如何,有一點(diǎn)已經(jīng)確定:半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)已經(jīng)從純粹的技術(shù)競爭,轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)與政治并重的復(fù)合競爭。在這個(gè)新的競爭環(huán)境中,技術(shù)領(lǐng)先不再是唯一的勝負(fù)標(biāo)準(zhǔn),政治風(fēng)險(xiǎn)管控能力同樣決定企業(yè)的生死存亡。游戲規(guī)則已經(jīng)改變,回不去了。
*免責(zé)聲明:本文由作者原創(chuàng)。文章內(nèi)容系作者個(gè)人觀點(diǎn),半導(dǎo)體行業(yè)觀察轉(zhuǎn)載僅為了傳達(dá)一種不同的觀點(diǎn),不代表半導(dǎo)體行業(yè)觀察對(duì)該觀點(diǎn)贊同或支持,如果有任何異議,歡迎聯(lián)系半導(dǎo)體行業(yè)觀察。
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