为什么芯片价格将长期上涨.docx

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1、为什么芯片价格将长期上涨在2020年的9月份和10月份，NVIDIA和AMD公司分别发布了自己的顶级新显卡RTX3090与6900XTo 一般来说，性能比上一代提升很大的新卡上市时，最开始都是比较难买到的。不过，这个上市时间点也是精心安排的。既赶在中国的双11购物节之前,又赶在西方11月末的黑色星期五的打折开始前，而且留足了两个月的时间，足够消化大家一开始的抢购热情了。但谁知道，到了当年的双11和黑色星期五时，缺货依然严重。德国最大的电脑硬件商城的统计是，交货量是预定量的12%。为什么会这样呢？当时人们就分析，首先是生产的代工厂换了三星了，良率没有解决得太好，产能没跟上。其次是那时候，各种虚拟

2、币的挖矿需求特别猛，很多显卡都被矿主抢走了。所以等这一波虚拟币挖矿高峰过了就好了。后来，虚拟币在被打击后确实折损了不少。但奇怪的是，显卡价格并没有下降。如今，距离NVIDIA和AMD的新显卡上市已经过去一年半的时间了，按照以往的惯例，再过半年，连下一代显卡都要发布了，可它们的价格依然超高。1 .芯片结构的转变我们肯定都听说过“摩尔定律”。这个定律虽然在细节上有不同的表述，但意思大致是类似的。定律里描述了两个事：单位面积的晶体管数量，每18 - 24个月翻一翻；同样性能的芯片价格，每18 - 24个月减半。但最近十年，人们一直在说摩尔定律要终结了。2011年有人这么说时，还有很多业内人士反对。但

3、到了今天，摩尔定律不再适用已经是业内共识了。摩尔定律失效的时间点是2012年，这个时间点也正好对应了芯片结构的晶体管，也就是MOSFET,这个芯片里最最基础的单重大转变一一从那一年起,元，由平面变成立体的了。PlanarFinFETGate-AII-Around三代MOSFET的栅极结构演化其中，自从20世纪50年代半导体芯片诞生，直到2011年，晶体管的形日.但随着晶体管的尺寸不断变小，量子力学里一个类似于“崂山道士穿墙”的效应就越来越明显。最初，只有不到1%的电子能在闸门关断时依然可以穿过去，后来情况恶化到门都关了，却还有40%的电子跑过去了。怎么办？方法就是把流通电子的沟渠用门整个裹住。

4、这样做就大幅减少了“崂山道士穿墙”效应。但等到2018年后，连FinFET的效果也不好了，于是就又演化出了 GAAFET,也就是最右边的那张图一一绿色闸门把电子流通的沟渠包裹得更严密了，控制效果自然也更好。2 .由结构转变带来的价格上升明显的，2012年之前MOSFET的结构差不多是一个蛋糕师傅都能做的，就是一层一层的铺料嘛。但到了 GAAFET那样复杂的结构，你觉得一个蛋糕师傅能还应付吗？我看够呛。Logic process stepsMoore5s law slowing down.Gate cost trendo o o o o o o5 0 5 0 5 0 544.3.3.N N1 .

5、、 rhK .7 、 rp,CMcv cs W CM CMs9zoo 二d -so再降到L94,再降到1.30。然后经过制造商、渠道商、服务商的加价，最后到我们手里的最终价格是基本维持不变。而当制造成本的变化趋势从暴跌变成缓涨，我们怎么能期待今后每一代新处理器、新显卡上市后，顶级型号的价格还是四五千块呢？今后的趋势可能是：这一代旗舰4000元，第二代旗舰5000元，第三代旗舰6300元，第四代旗舰8000元，第五代旗舰10000元。而且，上面这张图仅仅展示了从2012年到2020年单位栅极生产成本的增加趋势，好像涨幅并不大，但今后很可能出现的是，成本增加得越来越快。这是一种根本上的变化趋势。在

6、这场变化里，半导体企业是最大赢家。比如像台积电这样的企业，在工艺上，全球已经没有谁可以和它抗衡了。于是要达成3 nm工艺、2 nm工艺，无论需要的设备多么昂贵，ASML的光刻机哪怕20亿美元一台。只要需求存在，他们就会继续堆更复杂的、更高超的技术上去，把新一代芯片做出来，然后根据自身成本给一个价格。过去十年间，台积电的毛利率一直控制在46% - 50%之间。但自从最近独霸天下后，毛利率已经连续两年超过50% 了 2020年是53. 1%, 2021年是 51. 4%o样的芯片，用十年前的老工艺就能制造。这是为什么呢？主要是因为芯片行业没有预估到需求量会增加得如此猛烈。其中，需求贡献最大的就是物

7、联网设备和车载芯片。从前是每个计算机里有几个芯片，现在是每个物品里就都有几个芯片。从前的汽车里也就需要儿十个芯片，现在的汽车里经常需要上千个芯片。物品的智能化来得太快了。而芯片行业虽然有惯例，知道老工艺的芯片还会有一定的需求量，落后3-4代工艺的流水线也会继续用来生产其它产品。但总体趋势是，逐渐淘汰落后工艺的产能，尤其是落后超过5代以上的。这些流水线的主要作用就是发挥发挥余热，别糟践了。没有人会把投资落后了好几代的芯片流水线，当做业务重点。比如，当你建成了大规模的落后流水线，结果却赶上它们被全部淘汰了，这风险多高啊。但谁知道，落后产能对应的产品需求竟然在这几年突然暴涨，于是供给就不够了。所以新趋势就是，别怕工艺落后，落后1、2代不叫落后，那叫“次先进”。只要工艺超过28 nm,就都是先进的，只有2011年之前的工艺才是真正落后。所以在最近两年里，那些工艺落后不多的芯片还会是需求超出供给，价格还会再涨一波。直到雨后春笋般出现的芯片厂把需求满足后，价格才会趋于正常。而在28 nm - 90 nm这个工艺范围里，中国的芯片企业非常集中，大约占据了全球20%左右的市场份额。而前沿工艺的芯片价格会长期地涨下去。放在历史里看，芯片行业这个大趋势的转变，早在2012年就埋下了伏笔。