金手机12月26日消息，随着半导体技术的不断发展，每一次新的制程升级都伴随着巨大的成本增加。据独家消息，国际商业战略研究机构(International Business Strategies，简称IBS)的最新分析表明，下一代2纳米(2nm)制程的成本将比当前的3纳米(3nm)制程高出多达50%，预计2nm晶圆的价格将飙升至3万美元。
IBS的研究估算，建设一个月产能达到5万片2nm晶圆的晶圆厂，将需要约280亿美元的投资，而同等产能的3nm晶圆厂的建设成本约为200亿美元。这一成本的显著增加主要源于昂贵的ASML EUV光刻机数量的增加需求。2nm制程相比3nm制程拥有更精细的晶体管结构，为维持生产效率，将不得不采用更多先进制程制造设备，其中EUV光刻机只是其中之一。目前，苹果仍是唯一一家大规模使用台积电3nm制程生产芯片的公司。
IBS进一步预测，苹果计划在2025年至2026年期间推出基于台积电N2制程的芯片，处理单个300毫米晶圆的成本将约为3万美元，高于IBS估算的基于台积电N3制程的单个晶圆成本约为2万美元。这将不可避免地导致所有采用2nm制程工艺的芯片成本大幅上升。
此外，IBS还指出，苹果目前3nm芯片的制造成本约为50美元，尽管这一数据略高于其他研究机构的估算。Arete Research预计，苹果最新的3nm制程A17 Pro芯片的裸片尺寸介于100平方毫米至110平方毫米之间，与前一代A15(107.7平方毫米)和A16芯片的尺寸相近。根据估算，一块300毫米晶圆可容纳586个105平方毫米的A17 Pro芯片，即使在85%的良率下，成本也约为40美元，远高于以每片晶圆3,000美元的成本计算的。
除此之外，IBS认为2nm晶圆的最终价格还将受到头部晶圆代工厂之间的价格竞争的影响。目前，台积电、英特尔和三星都积极推进2nm制程的量产。英特尔计划在2024年上半年开始量产Intel 20A制程，下半年量产Intel 18A制程，这两者都将采用RibbonFET晶体管架构和PowerVia技术，相关产品预计将在2025年上半年上市。台积电和三星也计划在2025年量产2nm制程。相对于台积电在尖端制程晶圆代工市场的垄断地位，三星和英特尔预计将通过价格战来进行市场竞争，这可能导致2nm晶圆的最终定价偏离了一些预测模型。
然而，芯片的制造成本只是成本中的一部分，尖端制程芯片的研发成本也是相当高昂的。根据IBS的估算，开发一款2nm芯片可能需要3.14亿美元的软件开发成本、1.54亿美元的验证成本，加上购买半导体IP、流片成本以及其他相关基础设施和服务的费用，总成本可能高达7.25亿美元。此外，2nm制程芯片的研发需要高水平的人才，而这种人才一直供不应求，竞争会进一步推高人才成本。
需要注意的是，以上的预测模型是基于一家没有预先拥有知识产权的芯片设计公司来制定的，实际上，能够开发2nm这样尖端制程芯片的厂商通常会拥有自研IP积累，这将降低外购IP的成本。此外，随着EDA(电子设计自动化)厂商纷纷加入AI支持设计工具，芯片设计流程的自动化和优化验证将有望降低芯片的成本。
