光刻機也許走到了歷史終點?

大家好,我們的九月説歷史又來了,今天起我們一起來分享歷史知識,也許你可以得到意想不到的收穫哦。
或許STM(掃描隧道顯微鏡)技術是個不錯芯片技術新選擇?
光刻機也許走到了歷史終點?
在人類發展史上技術路線不斷更新變幻,以最常見工具材質來看,人類最初是用石質工具,後來是陶製/玉製工具,然後是銅製工具,最後過渡到了鐵質工具時代。每一次技術路線更換都是原有技術路線走到了盡頭,技術研發效費比越來越低,等到研發帶來收益已經低於技術研發成本時,這條技術路線也就走到了盡頭。這時如果我們還想有比較好技術的研發效費比,則必須更換技術路線。
技術路線走到了盡頭是什麼樣表現呢?
兩點,一是技術研發效費比越來越低,二是技術研發後成本優化空間非常有限。而光刻機技術路線目前似乎就處於這樣一種狀態。
光刻機也許走到了歷史終點?
技術路線在成長期表現是:隨着技術路線研發,研發成本增加有限,但研發收益卻非常顯著。而且新技術在應用過程中會被不斷優化,在性能保持不變前提下,使用成本卻能大幅降低。
而技術路線成熟期表現是:隨着技術路線研發推進,研發成本持續飆升,但研發收益卻越來越低,技術路線研發效費比越來越差,且新技術在應用過程中成本優化空間越來越小。
當我們回顧90年代以來光刻機三十年發展史可以看到,隨着光刻機技術迭代更新,光刻機價格在不斷翻倍飆升,但是其帶給我們收益卻是逐步減少。這是非常典型技術路線由成長期過渡到成熟期的轉換特徵。
以蘋果A系列芯片為例(以下內容均為蘋果官方宣發口徑),A11芯片(10納米工藝、2017年)高性能內核較A10(14納米工藝、2016年)快25%,A12芯片(7納米工藝、2018年)高性能內核較A11提升15%,A13芯片(7納米納米、2019年)高性能內核較A12提升20%,傳説中A14芯片(5納米工藝)高性能內核較A13提升15%。
一直追逐最頂尖光刻機制程的A系列處理器可以説是光刻機制程對芯片性能影響最好的參考座標系了,但是我們看到其從2016到2020年五年時間裏芯片性能才勉強翻了一倍,而且從性能提升幅度來看是越來越小。而摩爾定律是每18到24個月,芯片性能就應該翻上一倍。
即使不考慮光刻機研發成本效費比,我們看下光刻機在技術研發成功後在成本優化方面表現。PAS5500光刻機(90納米工藝)是ASML於90年代初期推出的光刻機目前依然在售,其目前售價相比90年代剛推出來時降幅不大。也就是説光刻機在新技術發明三十年後成本優化依然相當有限,與之形成鮮明對比是近十年來大多數芯片製作成本依然有非常大下降空間。
是不是因為ASML相對壟斷而刻意提高了產品售價呢?
從以下三點來看並不是:
1,從ASML歷年報表來看,PAS5500所對應老式光刻機毛利率並不高。
2,從尼康前期公佈年報來看,其同類型光刻機成本和ASML相差並不大。
3,上海微電子自2018年推出了PAS5500同類光刻機SSA600/20光刻機,售價和ASML相比差價不大。
也就是説無論是ASML本身還是其競爭對手對30年前研發成功的技術依然不能很好的優化降低成本,這説明光刻機技術路線本身成本優化空間非常有限。而這種技術成熟後,成本優化空間非常有限也是技術路線進入成熟期後典型特徵。
從光刻機發展歷史來看,其技術迭代效費比越來越低,也許研發成本大於研發收益技術路線終點就在眼前。
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