研发2nm芯片，台积电如何做到天下第一？

日前，台积电宣布，正式启动2nm芯片工艺的研发，工厂将会设置在台湾新竹的南方科技园，预计2024年投入量产，发言人称：2nm工艺是一个重要节点，目标是比3nm制程缩小23%。科技先锋总会打脸分析专家，正当专家们纷纷预测摩尔定律已经失效的时候，台积电的大佬却幡然提出要做2nm芯片,如果能成功，显然又是一次经典的打肿脸。

但显然，人类要实现2nm制程还有很长的路要走，要先从7nm升级到6nm,然后，再突破性地完成5nm、4nm、3nm,最终来到2nm，每一个纳米都意味着芯片企业要鼓足勇气，迈出很大的一步，包括上百亿的投资以及数年的研发心血。平心而论，2024年的量产目标已经非常Aggressive，但伟大企业的基因就是挑战不可能，竭尽所能地冲击极限，特别是搞芯片的企业，没有这么点情操，是绝难生存下去的。台积电作为芯片行业的龙头老大，更是把这种情操提高到“变态”的程度，正因如此，他们得以维护“摩尔定律”的尊严，持续地把更多的元器件放到更小的空间内，同时，把成本再降低一倍。长时间的卓越表现，让台积电逐渐占据整个芯片市场49%的份额，暂列天下第一！

此外，台积电的经营理念也很特别，他们有三大支撑体系，包括技术、生产和客户，从来都不吝表达对客户的虔诚，甚至立下重誓：绝对不会做自己的品牌，和客户竞争，他们面对客户的经营理念也是：宁可天下人负我，我不负天下人，用大陆的流行语来讲就是：客户虐我千百遍，我待客户如初恋，况且，他们的品质、成本一直更好。

挑战极限，人类离2nm芯片还有多远？

人类离2nm芯片还有多远？这个问题基本等同于台积电离2nm芯片还有多远，如前文所述，2nm工艺是一个重要的节点，在取得成功之前还有5nm、4nm等不同阶段的挑战，事实上，现在地球上最好的工艺是7nm，基本上由台积电垄断生产，从上个季度数据来看，7nm芯片的营收占台积电整体营收的22%，是目前所有芯片业务中，营收最高的。

基于此，台积电预计今年推出7nm＋制程，采用最新的EUV工艺，而下一个节点6nm工艺也在蠢蠢欲动，它更倾向于一个“过渡”制程，整条生产线、设备要求都可以采用“retrofit”的方式进行升级，不仅自己生产线的成本会大幅度降低，而且客户的一些设计、研究成果也得以沿用，可以说，一个retrofit常常价值几十亿美元，而客户喜欢和台积电做生意，除了要技术好、品质过硬之外，更重要的因素是：价格低。平心而论，电子芯片业服务于大众，在本质上就是一种生意，在商言商，代工价格往往决定着竞争力。

如果按照逻辑继续往下走，
应该就是5nm，谈到这个工艺的时候，很多人相信：这就只是一个概念或者一种目标，但对于台积电来说，他们已经有了新一版的逻辑密度，且进入实体的试验阶段，量产目标定义在2020年，在性能指标上也有更高挑战，如速度提升7%，功能消耗降低15%之类的。相比于6nm制程，5nm芯片需要全新的设计，这会影响到整个电子产业链的运作。做一个不太恰当的比喻：iPhone6到iPhone6
plus是过渡型升级，一些零部件、生产设备都可以沿用上一代产品，整体投入的成本不大，但推出iPhone
X，就要大幅度升级，很多此前的设计、物料、设备等等，都需要更新换代，这就要求整个产业链都要提高警惕,避免出现太高的库存,同时,准备新一轮的资金以应对全新的设计。笔者认为,台积电之所以提前公布自己的研发计划,正在于给产业链充分提醒,他们始终明白“一荣俱荣、一损俱损”的道理,而寡头之所以长盛不衰,除了独步天下的技术之外,正在于,他们能兼顾上下游的共同发展,而不是饮鸩止渴式地破坏生态链,或许,正是尖端技术配上独特、博爱的经营理念,才使得台积电能在如此高利润的行业持续辉煌。

实力底蕴，芯片业拼到最后是产能和资本

相信经过中兴事件之后，大家都清楚芯片行业的难度，很多国家有决心、立志要发展好芯片行业，但显然，这个行业远非“一腔热情”就能搞定的。

纵观全球的芯片寡头，无一不是资本雄厚的主儿，台积电更是寡头中的极品。在芯片制程的几个关键节点中，大都需要昂贵的设备，比如顶级的光刻机，每年的产能仅有十几台，主要销售给台积电、三星和联发科等芯片寡头，一方面，他们能出得起价钱，另一方面，光刻机可以说是芯片行业的“圣物”，只有交到“靠谱企业”手里才能发挥最大作用，也就是说，光刻机并非有钱就能买得到的东西。相关数据显示，台积电过去五年，仅仅因建制代工生产线就花费500亿美元，今年又计划追加100亿美元的投资，产能每年都在增加，但依旧难以满足巨大的订单需求。长期以来，芯片行业都处在“产能不足、出货难以满足”的状态，总之，芯片行业从前期研发投资、到中期的实物验证，再到后期的生产线建制都需要投入巨额的资本，这就是为什么“平凡的企业”根本不能搞芯片。

好在，因产能不足，台积电的生产线从来不会闲置，一旦建制成型，就能充分保证其利润率，从而形成一个非常美妙的正循环：台积电有实力投资昂贵的芯片生产线，所以，台积电能赚取大量寡头利润，而这些利润又帮助其投资下一代研发。

更令人兴奋的是，芯片业的需求量与日俱增，从最早的电脑，到后来的功能手机，再到智能手机，而5G时代来临之后，应用场景更加丰富，芯片的性能需要进一步提高以应付这种激增的需求。此外，在更长远的时代，如万物联网、人机结合、生物计算等，都需要大量的新型芯片，可以说，只要台积电能长期处在这样的循环之中，不仅会让自己的财务状况越来越好，更会在经年累月中扼杀掉“竞争对手的追赶信心”，如果他们够狠又有政策支持，台积电在芯片业的位置，有可能从“天下第一”变成天下唯一。（科技新发现
康斯坦丁/文）