2025诺贝尔物理学奖给了宏观尺度观测量子隧穿效应的三个人。说起量子隧穿,我想到了早几年我曾经写过摩尔定律必然会失效的一段话。摩尔定律是指集成电路上可容纳的晶体管数量每18-24个月翻倍。但这几年你们还能听到摩尔定律这个词吗?因为量子隧穿效应随着尺度的缩小越来越明显,芯片变小越来越难或者说越小越容易失效,摩尔定律已经失效了。看台积电的数据就很直观:7nm量产在2018年,5nm是2020年,3nm是2023年,2nm是2025年(但没销量),而1nm至少要等5年,而且大概率不能大规模量产(1nm非常接近理论上的极限了)。现在半导体企业不再把精力放在“做小”上,而是做晶体的各种排列组合(比如N3、N3E、N3P等版本)。从台积电的数据看,摩尔定律显然已经是没意义了,毕竟物理法则摆在那边。此外,从这个角度看,美国封锁中国半导体产业其实没多大意义,中国迟早会追上,因为跑在前面的人已经触及物理极限了,追上只是时间问题了,未来可能更重要的是体现在技术的应用端了(AI的算法优化也会接近极限,最终拼的是应用)。
PS.关于目前最先进的2nm需求情况:国际半导体产业协会曾预测,到2028年2nm及以下工艺的产能将暴涨150%,设备投资从190亿美元飙升至430亿美元。但现实情况是,台积电2nm工厂每月3万片的产能规划只接到零星订单。三星的情况更为严峻,其2nm良品率远低于台积电,仅为20%左右,几乎无法获得大客户订单。苹果、高通、联发科这三大芯片巨头,不约而同地推迟或取消了2nm芯片计划,都选择了台积电3nm工艺。主要是性价比太低,2nm良品率低、成本高、性能提升不明显。