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3nm时代来临:台积电芯片发展史及其股价风云变幻

28 April 2023 By Neo Yuan

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近期据报道,Apple 计划在今年晚些时候推出 A17 Bionic 和 M3,制造全球和台积电首款用于消费电子产品的 3nm 芯片。但是呢,事情并没有想象中的那么顺利,有报告称,台积电正在努力生产足够量的芯片以来满足苹果的需求。主要的原因是目前的良品率(通过质量控制测试的芯片所占的百分比)尚未达到足够水平。

先来简单聊一聊台积电。台积电(台湾积体电路制造股份有限公司,简称 TSMC,全球最大的半导体代工厂)。台积电一直在不断研发和优化半导体制程工艺,助力全球电子产业的持续发展。由于半导体技术的不断进步,台积电能够为客户提供更高性能、更低功耗和更小尺寸的芯片。对于芯片来说,对于任何给定尺寸的芯片,晶体管布局越密集,芯片的功能就越强大。

在2020年的5nm工艺席卷全球后,大家都在紧紧地盯着台积电的下一代工艺,也就是最新的3nm技术,简称为N3。N3技术的到来,预示着台积电的工艺傲视全球,其竞争对手三星在尺寸工艺上开始落后一到两年,而因特尔更是连车尾灯都看不到。

台积电的 3nm 工艺预计将用于苹果的 A17 芯片,用于两款 iPhone 15 Pro 机型,而非 pro 机型将使用较旧的 A16 芯片。我们还期待在未来的 Mac 中看到用于 M3 芯片的相同 3nm 工艺。

当然,期待的背后还是有不少阻力的,第一就是刚刚提到的良品率,Arete Research 高级分析师布雷特·辛普森 (Brett Simpson)认为,目前N3的良品率在55%,还暂时没有达到标准,台积电有望按计划每季度将良率提高 5个百分点左右。按照这个速度,有望看到苹果在2024上半年开始为N3芯片定价。不禁也开始期待起来3nm工艺是不是又可以刮起新的科技进步的风暴了。苹果,高通,联发科等等的厂商的新一轮战斗也即将开始。

(Source:Arete Research estimates.)

说到芯片进步的历史,其实从台积电芯片的发展可以粗略总结为4个阶段。

  1. 1980-1990年代:
  • 成立初期,台积电采用1.0微米(1000纳米)制程工艺生产芯片。
  • 随后,逐步发展为0.8微米(800纳米)和0.6微米(600纳米)工艺。
  • 到了1994年,台积电成功实现0.35微米(350纳米)制程工艺,并生产了当时领先的数字信号处理器(DSP)芯片。
  1. 2000年代:
  • 2001年,台积电成功研发0.13微米(130纳米)制程工艺。
  • 2005年,台积电率先推出90纳米制程工艺。
  • 2006年,台积电进入65纳米时代。
  • 2008年,台积电采用40纳米制程工艺,并实现量产。
  • 2009年,台积电开始研发28纳米工艺。
  1. 2010年代:
  • 2011年,台积电正式量产28纳米工艺的产品。
  • 2014年,台积电成功研发16纳米FinFET工艺,并开始量产。
  • 2016年,台积电率先推出10纳米制程工艺。
  • 2018年,台积电实现7纳米制程工艺量产,这一工艺广泛应用于高性能处理器和GPU等领域。
  1. 2020年代:
  • 2020年,台积电宣布5纳米制程工艺量产,该工艺在性能和功耗方面都取得了显著提升。
  • 时至今日,3nm开始量产,2nm提上了日程。

从上面可以看出台积电与摩尔定律(Moore’s Law)有着密切的关系。摩尔定律是英特尔联合创始人戈登·摩尔(Gordon Moore)于1965年提出的,指出集成电路(IC)上可容纳的晶体管数量大约每两年翻一番,从而使得电子产品的性能不断提升,价格逐渐降低。

台积电的制程工艺从早期的1.0微米(1000纳米)发展到现在的5纳米、3纳米,晶体管尺寸的缩小与摩尔定律的预言相吻合。随着技术的发展,尺寸的缩小逐渐面临物理极限,摩尔定律的增长速度在未来可能会减缓。然而,台积电和其他半导体公司仍在继续研究新的制程工艺和设计方法,以延续摩尔定律的精神,持续推动半导体技术的进步。

最后还是来看看台积电的股价吧。

(Source:Tradingview.)

在大周期范围内,台积电股价还是在这个反弹的阶段,虽然有回撤,但是还没有跌破黄金比例的0.618。

(Source:Tradingview.)

日线级别来说,在近日跌破了上升趋势线,并且完成了回撤,目前有一定的向下动能,72.85的价格将是目前的主要关注点。若是跌破,将大概率继续下跌。反之支撑不破,是很好的入场时机。

科技大发展的时代全面来临,在近期的ChatGPT上也体现了新的摩尔定律,也就是AI的摩尔定律,在之后的文章中也会和大家进行分享。

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作者:

Neo Yuan | GO Markets 分析师

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