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全球半導體行業正在經歷一場深刻的經濟轉型,這場轉型的核心是臺積電(TSMC),它標誌着一個以晶體管成本可預測下降為特徵的時代的終結。
處於這一結構性轉變中心的是臺積電決定對其最先進的邏輯芯片實施前所未有的價格上漲。這一舉措是由於天文數字般的資本支出、地緣政治任務,以及在埃米(angstrom)尺度下製造所面臨的純粹、不可退讓的物理學限制所必需的。
臺積電作為全球先進邏輯製造領域無可爭議的領導者,截至 2025 年第二季度,佔據了所有晶圓代工收入高達 70.2% 的市場份額。它正在利用其技術優勢來為下一代創新提供資金。這一戰略將整個數字經濟基礎組件的成本基準永久性地提高了。
摩爾定律的脫鉤
幾十年來,摩爾定律承諾,由於每晶體管成本的下降,設備的性能將呈指數級增長,同時價格也會變得更加實惠。然而,這一原則現已達到了一個拐點。
根據媒體報道,臺積電很快將從 2026 年開始對其 5 納米以下的先進節點實施 5-10% 的價格上漲。然而,最具戰略意義的調整將是向 2 納米(2nm)節點的代際飛躍。
2 納米節點生產的晶圓價格將比其前代產品飆升超過 50%。目前 3 納米工藝的 300 毫米晶圓成本約為 20,000 美元。上漲 50% 將把單片 2 納米晶圓的價格推高至前所未有的 30,000 美元或更高。
這次劇烈的成本升級意味着製造成本的增長速度現在已經超過了僅靠密度縮放所能抵消的經濟效益。
在一個主要的節點過渡中,每晶體管成本將首次上升。這一結構性變化向整個行業發出信號:獲得半導體技術巔峯不再是一種商品,而是一項高價、不可談判的服務。
為「主權」買單
臺積電成本結構上升的一個主要催化劑是全球多元化所需的鉅額資本支出,這是一個深受地緣政治壓力影響的戰略轉向。該公司計劃在美國亞利桑那州工廠的總支出已飆升至驚人的 1,650 億美元,代表着美國歷史上最大的單筆外國直接投資。
然而,這些海外工廠的運營成本比臺積電在臺灣優化過的晶圓廠高出顯著的溢價。
AMD 首席執行官 Lisa Su 公開證實,亞利桑那晶圓廠生產的芯片比在臺灣生產的貴 5% 到 20%。其他行業報告表明,在亞利桑那州進行 4 納米生產,這一溢價可能高達 30%。
半導體晶圓成本按工藝節點演變
(2020-2026年預測)
臺積電承認,其海外晶圓廠最初將使其合併毛利率稀釋 2-3%。為了保護其維持 53% 或更高毛利率的戰略財務目標,臺積電認為提價並非一個選擇,而是抵消這些更高運營和地緣政治成本的「不可避免」的必需品。
通過對其美國製造的晶圓實施明確的價格溢價,臺積電正在有效地使其客戶——以及通過延伸,美國消費者——成為其供應鏈多元化戰略目標的共同投資者。
用GAA挑戰原子壁壘
除了地緣政治因素,價格飆升的第二個主要驅動力是保持領先地位所需的驚人技術複雜性。該行業正通過全環繞柵極(GAA)晶體管等技術,在埃米尺度上突破物理學的邊界。
從 3 納米到 2 納米節點的飛躍需要十多年來晶體管設計中最重大的變化之一:從較舊的 FinFET 架構過渡到 GAA 架構。
GAA 晶體管使用被柵極環繞的堆疊式水平「納米片」硅,這對於超越 3 納米的縮放至關重要。然而,GAA 晶體管的製造比 FinFET 「複雜了一個數量級」,涉及多步驟工藝,例如犧牲層的選擇性刻蝕,這引入了許多新的潛在故障模式和更高的開發成本。
必要工具的資本支出已經飆升。一座最先進的設施成本可能在 150 億到 200 億美元之間。最關鍵的設備——極紫外線(EUV)光刻機,每臺成本約為 3.5 億美元。
此外,該行業正在與隨機缺陷作鬥爭——這是 EUV 物理固有的、概率性的隨機錯誤——它代表着縮放的一個根本性障礙,並確保未來的進步將以結構性更高的成本為代價。這種與物理學的持續鬥爭現在已經結構性地嵌入到了晶圓代工商業模式中。
客戶反應
臺積電的定價策略正在重塑技術格局,迫使其最大的客戶根據其市場地位做出反應。
英偉達(Nvidia),其高利潤的 AI 加速器主導着市場,公開支持價格上漲。首席執行官黃仁勳「完全支持」臺積電收取更高的服務費用,他認為該公司的價值沒有在其目前的定價中得到充分體現。黃仁勳表示:「臺積電所生產的價值非常高……價格上漲是自然而然的,與其提供的價值相符。」
他甚至稱臺積電為「人類歷史上最偉大的公司之一」。對於英偉達而言,其高價芯片意味着硅成本在其數千美元 AI 加速器最終售價中所佔比例相對較小,確保對 2 納米和未來 1.6 納米(A16)節點的優先訪問是至關重要的,重要性超過了價格敏感度。
臺積電最大的單一客戶蘋果(Apple)面臨着晶圓成本上升和地緣政治關稅的複雜挑戰。蘋果在一份聲明中表示:「雖然我們不對供應商討論發表評論,但確保獲得最先進的工藝技術對於我們的產品路線圖至關重要。」作為最大的客戶,蘋果獲得了優惠待遇,並可能獲得了比其他客戶更有利的條款。
在一項旨在獲得額外半導體關稅豁免的戰略舉措中——預計關稅率將高達 100%——蘋果已承諾在美國製造業投入驚人的 6000 億美元。儘管採取了這種積極的對沖措施,蘋果已透露其在 2025 年第三季度產生了 8 億美元的關稅相關成本,並預計下一季度這一數字將上升至 11 億美元。
與此同時,在競爭激烈的安卓智能手機生態系統中,高通(Qualcomm)和 聯發科(MediaTek)這兩大關鍵參與者面臨着直接的利潤擠壓。兩家公司旗艦芯片在 N3P 工藝上的成本都出現了顯著增加,據報道聯發科面臨 24% 的成本增長,而高通則面臨 16% 的增長。
高通首席執行官 Cristiano Amon 雖然熱衷於多元化,但公開表示,雖然公司「希望英特爾能成為一個選擇」,但這家美國芯片製造商的代工技術「目前還不是」用於移動芯片的選擇。這種缺乏可靠、高良率的臺積電替代品鞏固了臺積電的槓桿作用。
對消費價格和數據中心的影響
新的成本結構將在整個數字經濟中產生連鎖反應。對於消費者而言,安卓芯片巨頭如高通和聯發科面臨的利潤擠壓將「不可避免地轉化為 2026 年起旗艦消費設備的價格上漲」。頂級產品的智能手機和個人電腦逐步降價的時代已經結束。
在數據中心領域,雖然英偉達的高利潤使其免受影響,但 30,000 美元以上的 2 納米晶圓成本為未來所有 AI 和高性能計算組件設定了明顯更高的價格底線。
這種財務壓力也在加速行業向小芯片(chiplet)架構的轉變。隨着成本差異的擴大,像 AMD 這樣的公司正在證明,對組件使用更舊、更具成本效益的工藝,而只將昂貴的 2 納米工藝保留給性能關鍵的邏輯部分,正在從一種聰明的工程選擇轉變為一種經濟上的必需。
總而言之,臺積電正在利用其技術主導地位和市場力量,實施新的定價範式,以確保其財務穩定並支持推進技術的挑戰性工作。
這一舉措從根本上改變了無晶圓半導體公司及其終端客戶的商業模式,開啓了高價、高價值硅的時代。
參考鏈接
https://semiwiki.com/forum/threads/tsmc-price-hikes-end-the-era-of-cheap-transistors.23731/
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