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来源:东城观星
如果要说台积电将走下神坛,很多人会觉得这是哗众取宠的说辞。但我只是相信中国的古话:物极必反,盛极而衰。如果台积电能把握住下一次产业机会,迅速转型,也许能继续领导芯片产业若干年,但一个不小心没有跟上市场的节奏,将很有可能被别人超过并甩下。欢迎来到西瓜视频新知十讲,我是东城观星,继续给大家复盘中国芯片的探索之路。
一、前车之鉴不可不查
不可一世的Intel,在鼎盛时期,谁会想到它的芯片产业会被手机芯片给反超?是因为Intel不会生产手机芯片吗?显然不是!Intel在手机芯片领域的投入绝对不比多数手机芯片设计厂商更少。为什么会被甩下呢?风靡世界的Windows操作系统,在最风光的时候,谁会想到移植到手机上以后居然始终无法占据主流,并被市场无情抛弃。是因为研发力度不够大吗?显然也不是!领先世界的日本NEC公司,曾经是芯片领域内存生产的龙头企业之一,谁会想到有一天它会被韩国企业超过并远远落在后面?藐视全球的柯达胶片,在最鼎盛的时候,谁会想到他将被自己发明的数码科技打得体无完肤?手机巨头诺基亚,谁能想到它会眨眼被淹没在智能手机的浪潮里?
以上种种,我们见证了太多的盛极而衰,总结起来一句话,大象在转身的时候往往都是自己绊倒了自己。在自己沉浸多年的优势领域里,他们都享受了最大的利益,投入了最多的精力。有一天,你跟他说,你需要放弃以前所有的技术,赶快抢占另外一个市场,你觉得它会听吗?或者说,你赶快分出一半的精力来全力开拓一个全新的领域,你觉得他会做吗?一般都不会,不仅不会,即使他在新兴领域处于行业领先地位,新兴领域也不太可能在内部竞争中,打败既得利益领域,成为主要方向。
我不敢说台积电就是下一个转身失败的大象,但台积电在传统硅半导体领域的投入越多,越不太可能轻易转向新兴半导体领域。但是,谁也不敢保证传统的硅芯片有一天不会走到极致,并被其他芯片技术所取代,能不能华丽转身,将成为能否取胜的关键。
简单总结一下:行业巨头往往是新技术的预见者或发明者,但同时也是新技术的拦路石。新技术一旦兴起,又会成为行业巨头的埋葬者。
二、芯片行业出现了新领域
下面我们简单分析一下几个具有巨大市场潜力的新兴半导体领域。
首先是第三代半导体芯片,关于第三代半导体是什么,我们前面一个视频已经做过详细介绍,这里不再过多介绍了。虽然第三代半导体不会完全替代硅基半导体,但目前已经成为行业内的投资热点,而且会分掉硅半导体的一部分市场。LED领域的第三代半导体技术,中国逐步晋升为市场引领的地位,已经形成了行业内的龙头企业。功率半导体领域的第三代半导体刚刚起步,标准还不完善,市场潜力巨大,以后的应用范围会越来越广。这类半导体主要应用于5G、新能源汽车、国家电网、高铁、消费电子等领域,还会在军事和航空、航天领域有比较广泛的应用,这是一个越来越大的半导体市场,一旦成为这个领域的领头羊,将开拓一片新天地。另外,三代半导体还有一个重要的应用就是雷达探测器领域,未来的世界是自动驾驶和机器人普及的世界,雷达探测器等必要器件的生产必将迎来巨大的机会。不可否认,台积电在三代半导体领域有深厚的技术储备,也早有战略布局。但是他的战略重心不在这里,而且目前这个领域都是国家级战略布局,如中国、美国、日本、欧洲,都在制定三代半导体全产业的战略政策,尽力抢占这个领域的制高点。相对来说,台积电只是一个企业,力量显得有些单薄。能否在这个领域胜出,值得大家关注。
第二个即将到来的半导体领域是碳基芯片。我们都知道2020年北大的彭练矛院士团队在世界范围内率先制造出了性能领先的碳基芯片。碳基芯片是未来几十年半导体领域的重点方向,美国等国家也在大力研发。碳基芯片是硅基芯片理想的替代品,首先是相同元件密度的情况下,碳基芯片性能远远超过硅基芯片;第二方面是碳基芯片更容易做成透明可折叠芯片,为未来的科幻级可穿戴设备提供了硬件基础;第三方面是碳基芯片更容易实现1nm以下工艺水平。所以在可预料的未来,碳基芯片一定会成为消费品领域一个重要的芯片选择。这方面,我国的科研基础已经比较领先了,计划两年内量产,如果国内企业抢占了这个先机,能否抢夺台积电的大市场呢?相信凭借强大的资金优势和研发实力,台积电一定能在碳基芯片领域做出战略布局。但这头庞大的大象,能否及时转身,一直引领芯片潮流,我们值得关注。
第三个值得关注的半导体领域是超导半导体领域。现在的半导体芯片使用的是普通金属做导体,给芯片带来了一定的电能损耗,如果换用超导材料做导线,将大大降低芯片的能耗。同时,通过使用超导材料,芯片的性能将大大提高。眼下的芯片能做到4-5GHz的主频就已经非常优秀了,如果改到超导模式下,芯片的主频将很可能超过10GHz。如果使用简单超导金属制作导线,目前日本公司已经实现了,台积电现有的工艺实现起来也不困难。但是这些金属材料必须要在液氦的温度下才能实现超导,也就是芯片得泡到液氦里,这显然不适合大规模使用。如果使用高温超导材料,则材料成分比较复杂,结构也比较复杂,在芯片上布线的时候就没有那么简单了。得益于中国科学家的努力,高温超导体我们的技术还是比较先进的,能否在芯片领域进行应用开发,值得关注。
超导芯片短时间内不太可能应用到个人消费品上,包括电脑和手机。但随着云计算技术市场越来越大,大量的计算资源呈集中的趋势,集中在一起的海量芯片带来海量的能源损耗和热量损耗,如果使用超导芯片的话,优势就会很明显。未来如果能实现常温常压超导的话,我们的电脑和手机将获得难以想象的高性能。在摩尔定律越来越接近极限的当下,如果能实现超导芯片,也是不断提高芯片性能的一个方向。
第四个值得关注的芯片是量子芯片。我国的量子计算机实现了突破,未来会不会研发出便携式的量子计算机呢,关键看量子芯片的研发成果。关于量子计算机和量子芯片我们下一个视频再说。
三、台积电风头正盛,但也面临风险
台积电这头大象,从一开始风雨飘摇,随时倒闭,到现在已经成长为行业领头的巨无霸,其间的艰辛只有当事人才能深刻体会。但一旦一个企业发展到无人能敌的巨大规模,就必须要有充足的危机意识了,因为世界变化太快,一个不小心就会被新技术给洗牌,我们列出的这些新技术不一定能洗掉台积电,但谁敢保证台积电不会在新技术革命的关键时刻掉链子呢?就像当年的SONY公司,产品优秀,规模庞大,研发力量充足,是乔布斯非常向往的公司。但是今天,乔布斯的苹果公司成为了大家向往的对象,而SONY公司在市场上却少有建树。
台积电目前正在不惜代价地抢占芯片制程的最高地,但是越往后来研发成本越高,台积电的研发能不能一直得到可观的回报,非常值得关注。5nm以下的芯片,虽然性能很高,但由于尺寸太小,量子隧穿效应带来的漏电问题将越来越明显。将来很有可能手机待机时的耗电水平越来越高,给消费者带来不佳的使用体验,怎么解决,考验芯片制造企业的智慧。另外,迟早会有那么一刻,台积电的研发车轮无论怎么加大投入都无法再向前移动半步了。总有那么一刻,研发的投入远远高于量产后的收益,亏本将成为常态。对于那个时刻,台积电能否及时预知,并及时止损呢?而其他更有优势的领域他们能不能及时把握顺利做好研发转型呢?我们不知道。
我们知道的是,台积电的高端生产线大多都集中在台湾岛的几个地方。在这个地震频发,用爱发电的地方,一场大停电危机就可能给台积电带来巨大的损失。一场大地震,有可能让全世界的芯片产业都感受到剧震。美国正在推动台积电到美国去办厂,推动整个芯片代工产业分散布局而不是集中在韩国和中国台湾。欧洲正在制定政策建设先进的芯片产业链,日本正在酝酿芯片产业的再次复兴,中国大陆正利用政策和市场扶持内部企业快速发展。台积电未来的路怎么走,我们不好预测,但是我们知道,在祖国大陆彻底解决芯片卡脖子问题以前,台积电和三星随时都是外国给中国芯片用户卡脖子的重要工具。但一旦我们解决了卡脖子问题,台积电和三星还能不能获得大陆巨大的芯片市场,还得看他们自己的表现。
其实还可能有一个让台积电非常尴尬的结果,那就是由于5nm以下制程的芯片虽然性能可以得到提升,但成本却很可能不降反升,而手机和电脑产业链却将面临云计算的洗牌,一旦手机和电脑不必为性能担心的时候,高价格、高性能的芯片将不再是手机厂商的首选,那时候台积电辛苦积累的先进技术将面临无法回收成本的尴尬境地,中低端的成本优势也将被挤占。这也正是格芯等芯片巨头放弃7nm及以下制程研发的重要原因。倒是存储领域可挖掘的空间还非常大,市场也是潜力无限,可惜这不是台积电所擅长的领域。
相对于三星来说,台积电的全部身家都在硅半导体生产上,一旦面临行业飓风,抗风险能力并不如三星。相对于大陆企业,台积电缺少国家的扶持,受困于别国控制,有可能逐渐远离世界上最大的半导体市场。所以说,风光无两的台积电,实际上也是有危机存在的,能否跳出困境,绝对考验台积电领导层的智慧。
说句实在话,我本人还是非常欣赏台积电这家公司的,尤其欣赏张忠谋的创业故事。我内心并不希望它会走向衰退,当然它如果能摆脱别国控制,自由跟大陆企业合作是我更希望的结果。但是大公司魔咒不会因为你是一家中国企业就对你网开一面,不会因为你技术实力强劲而保你永不翻车。盛极而衰是不变的真理,只是转变的时间不是那么好预测。
您认为台积电有没有可能在未来几年跟很多国际大公司一样走向没落,还是觉得硅基芯片永不过时,台积电会越做越强,始终引领整个芯片行业。请在评论区发表您的观点,我们让时间来见证大家的预言。