AI正在重构整个半导体产能分配体系
ai爆发之前,半导体行业是一条单行线:先进制程不断升级,成熟制程逐渐淘汰。但AI不只是推动EUV需求暴涨,而更近一步的推动全产业链产能争夺。
AI GPU、HBM、AI ASIC开始疯狂吞噬先进制程产能,因为AI芯片背后的单位经济模型远高于传统消费电子。一片先进GPU wafer,最终可能对应几十万美元级别的AI服务器和长期云租赁现金流。于是foundry天然优先分配给AI GPU、TPU、custom AI ASIC、HBM。
于是整个外溢链条开始形成。第一层是原本依赖先进EUV的一部分产品,开始长期停留在older nodes。最明显的是手机SoC、消费GPU、PC CPU、Networking ASIC、DPU、Switch ASIC。这些产品理论上应该继续往3nm、2nm迁移,但现实是先进wafer越来越贵,EUV slot越来越难抢,AI客户越来越愿意支付更高价格。
很多产品接下来很可能不得不开始延长旧节点寿命,停留在N5/N6/N7,更多依赖ArFi immersion,增加multi-patterning,用chiplet替代纯缩节点。
手机这样的迹象刚刚开始。过去手机换机周期大约18-24个月,现在很多地区已经拉长到36-48个月。旧旗舰仍然足够强,大部分用户感受不到必须升级的必要。于是手机行业进入一个非常特殊的阶段:旧手机还能用,新AI体验又没强到必须换机。接下来我们很可能看到的可能会是,只有真正高端旗舰还在继续抢最先进EUV,中低端Android 要么被淘汰,要么其SoC大量停留在6nm、7nm、8nm、12nm,很多厂商已经开始放弃继续 aggressively 追逐最先进节点。
但手机行业最终还是会重新争夺先进制程,真正的原因不是CPU,而是功耗。手机是电池设备。未来如果本地AI agent、实时视觉理解、长时记忆、always-on AI OS、后台持续推理开始普及,那么TOPS/W、memory bandwidth、SRAM/cache、先进封装会重新变得极度重要,否则发热和续航会变得不可接受。
下一层外溢,是高端DUV。很多人过去认为EUV会逐渐淘汰DUV,但现实完全相反。AI时代实际上正在让ArFi immersion重新战略化。因为即使是EUV时代,大量关键层仍然依赖ArFi immersion、ArF dry、KrF。尤其advanced NAND、DDR5、HBM、Networking ASIC、optical DSP、SerDes、Switch ASIC,本身就高度依赖高端DUV。AI越发展,对memory和IO的需求越高,DUV的重要性反而越强。于是行业开始出现一个关键变化:不是EUV替代DUV,而是EUV + DUV对应的需求一起拉爆。
现在已经能看到很多迹象:ASML DUV订单重新变强,refurbished DUV需求上升,二手scanner价格维持高位,mature fab利用率重新改善。真正危险的是,这种压力还会继续向下传导。当手机、消费GPU、Networking ASIC开始占满高端ArFi之后,汽车、工业、功率、PMIC、MCU、模拟芯片又会继续向更成熟节点退。这其实就是EUV → ArFi → KrF → i-line的逐层外溢。
而且这个过程其实已经发生过一次。2021-2022汽车缺芯,本质上就是高价值消费电子挤占成熟制程产能。AI时代只是把这个过程进一步放大。汽车行业已经学会一件事:最怕的不是芯片不先进,而是没有芯片。于是越来越多车企开始长期锁产能、多供应商、接受旧节点、延长平台寿命。很多汽车芯片未来可能长期停留在28nm、40nm、55nm、90nm,因为对于车规来说,稳定供货远比缩节点重要。
功率半导体则是另一个容易被低估的方向。它并不依赖EUV。功率真正重要的是耐压、电流、热、reliability、缺陷控制、封装,所以大量功率器件长期停留在180nm、130nm、90nm、BCD、HV CMOS、200mm,很多甚至主动不愿意继续缩节点,因为更先进制程反而漏电更高、热更难、成本更高、良率更差。
但AI datacenter本身又在疯狂拉动功率需求。现在AI rack功率已经开始从50kW向100kW、300kW+继续升级。于是HVDC、VRM、PSU、UPS、rack-level power、battery backup都会大量消耗MOSFET、IGBT、SiC、GaN、PMIC。AI一边挤占先进制程,另一边又在疯狂拉动成熟制程。
最终整个行业会越来越像“全层级产能紧张”,而不是单纯“先进制程繁荣”。真正限制行业的,也早已不只是scanner数量,而是整个超复杂制造体系:optics、overlay、metrology、mask、photoresist、substrate、advanced packaging、testing、power、cooling,共同形成的复杂度瓶颈。
AI真正改变的是:半导体行业开始从“晶体管中心”,进入“系统复杂度中心”。EUV不会淘汰DUV。AI时代真正发生的事情,可能恰恰相反:整个半导体产业,会重新意识到,高端DUV、成熟制程、旧scanner、legacy fab,才是支撑全球电子工业的真正底座。
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