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【文/觀察者網 呂棟】

數十年來，半導體制程沿著摩爾定律持續向前發展，PC、手機等各類終端的性能持續提升。

但隨著近年來摩爾定律逐漸趨近極限，芯片制程提升帶來的性能提升越來越少，同時先進制程的價格越來越昂貴，甚至價格漲幅已超過性能漲幅。

這也引起了不少消費者的質疑：在成熟制程（28nm及以上）能滿足大多數應用的情況下，我們還要不要為這么貴的先進制程買單？

臺積電制程路線圖

臺媒“DigiTimes”11月22日爆料，臺積電采用3nm制程的12英寸晶圓片單價已突破2萬美元（約合人民幣14.3萬元），相比7nm制程的價格翻倍，相比5nm制程漲幅也有25%。

而根據臺積電公布的路線圖，同樣功耗下，5nm制程相比7nm性能提升15%，3nm制程相比5nm，性能提升只有11%。

價格暴漲25%，性能卻只提升11%，下游終端廠商能接受嗎？

實際上，蘋果今年只在iPhone 14 Pro系列上應用最新的A16處理器，就已被解讀為：臺積電先進工藝制程太貴，貴到連蘋果都快用不起了，畢竟iPhone 14基本款用的還是A15。

有人可能會說，終端廠商可以把上游成本上漲向消費者轉移。

但如今宏觀經濟前景黯淡，用戶消費越來越理性，手機、PC市場持續下滑，有多少終端廠商敢貿然提價，又有多少消費者肯出錢買單？

隨著先進制程演進，芯片設計成本飆升

截至目前，在7nm及以下制程的競爭中，能實際推進的，全世界只有三家：臺積電、三星和英特爾。

在這三家中，只有臺積電和三星量產了5nm，三星則是率先宣布量產3nm。

然而，從行業人士爆料和實際產品表現來看，三星自5nm制程以來一直受困于良率問題。

今年2月，有傳言稱三星4nm制程的良率僅35%，這意味著從晶圓上切割下來的芯片裸片（die），只有35%可以通過質量控制。相比之下，臺積電4nm制程的良率可以達到70%。

換句話說，在所有條件相同的情況下，臺積電在同一時間制造的芯片數量是三星的兩倍。

6月底，三星在全球率先宣布采用GAA架構量產了3nm，甚至美國總統拜登還曾親自到三星的3nm工廠參觀。但韓媒《Naver》日前的爆料顯示，三星的3nm制程良率還不到20%，該公司正與一家名叫Silicon Frontline的美國公司合作，試圖減少芯片缺陷，提高良率。

由于三星持續受困于良率過低，導致讓該公司代工芯片的高通，面對聯發科的緊追不舍，不得不將訂單轉向臺積電。繼第一代驍龍8+后，最新發布的第二代驍龍8采用的仍然是臺積電4nm。

盡管高通不排除進入GAA架構時代后，旗艦芯片重新采用三星、臺積電兩邊下單的策略。

但島內行業人士認為，三星短期難以提升良率，且先進制程須在1年半前就要開始展開合作，初期投入成本昂貴，因此高通全面轉向三星的機率不大，或有可能在商業互惠合作下，象征性下單。

高通第二代驍龍8處理器

高通之外，市場之前傳出三星還要低價從臺積電爭搶AMD的代工訂單。而考慮到供應鏈風險，AMD也曾考慮過在三星下單。但從最新發布的產品來看，AMD新一代GPU、CPU仍全部讓臺積電5nm制程代工。

另外，英偉達除了H100下單臺積電4nm外，訂單最大的RTX40系列也轉向臺積電4nm。再加上老客戶蘋果及聯發科，臺積電5/4nm產能利用率至今仍維持滿載，彌補了7nm產能利用率下滑的缺口。

可見，三星芯片制造良率的拉胯，不僅拖累了自己的晶圓代工業務，也成就了臺積電在先進制程領域的地位。這一近乎壟斷的行業地位，也讓臺積電在對每代制程進行漲價時毫無阻力。

隨著制程技術逐代推進，臺積電的芯片代工價格也不斷創新高。

臺灣島內行業人士透露，臺積電2004年底量產90nm芯片，采用以水為介質的193nm浸潤式光刻機，取代傳統的157nm干式光刻機，改寫了全球半導體產業的光刻機規格，也突破摩爾定律的挑戰，當時90nm制程晶圓報價近2000美元/片，65nm則超過2000美元/片。