高端芯片的探索，中國高端芯片解決方案也來了

2022年12月29日，臺積電實現了3nm芯片的量產。這是迄今爲止人類最先進的半導體技術，有望在臺積電量產下將人類芯片技術推向新高峰。業內傳言摩爾定律已經達到極限。隨着臺積電3nm的量產，摩爾定律的極限再次被打破。這充分表明，高端芯片還有很長的路要走，甚至不僅是3nm，未來2nm和1nm芯片都可能量產。

雖然芯片性能能夠持續突破，但副作用也很明顯，即高端芯片的使用成本越來越高。根據臺積電3nm的OEM報價，每片12英寸晶圓已達2萬美元，摺合人民幣13.7萬元。在60%到80%的產率下，一個12英寸的晶片可以切割大約200個芯片。那麼每個芯片的成本是685元。

當然，實際金額不可能如此準確。如果產率偏向60%，則每個晶片可用的芯片將更少，單個芯片的成本可能在700或800左右。這樣的成本將使手機制造商在芯片採購上承受巨大壓力。控制終端設備中3nm芯片的成本可能不是那麼容易。因此，在5nm和3nm等高端製造工藝中，芯片性能幾乎與OEM成本成正比。

究其原因，傳統芯片的發展道路越來越窄，使用EUV光刻機和高端技術的投資越來越高。臺積電斥資200多億美元投資建設3nm生產線。很難控制成本併爲客戶帶來優惠的OEM價格。如果在高端芯片上取得突破的成本高昂，那麼可能不會有大規模消費者買單。因此，探索更具成本效益的高端芯片技術非常重要。

中國的高端芯片解決方案也即將問世。它是復旦大學開發的一種晶圓級硅基二維互補堆疊晶體管。這是一種異質CFET技術。通過改變晶體管結構以提高芯片空間面積的利用率，它不僅滿足了更高的計算能力要求，而且不太依賴EUV光刻。傳統的芯片工藝改進主要通過提高晶體管密度來實現。芯片可以容納的晶體管越多，性能就越強。然而，如果我們在相同的單位面積內改進晶體管的結構，我們在追求高端芯片技術方面可能會事半功倍。