2019年，在冬奥会、冬残奥会的加持下，人们对于2022年充满了无限期盼，那时候的人们应该不会想到，美好的2022年会变成恐慌的”20饿饿年”。显然，当前的我们处在了一个瞬息万变的时代，除了不断反复的疫情，贸易冲突、全球变暖、数字化转型以及战争的阴影，都让未来充斥着巨大的不确定性。
2024年会变成怎么样，我们无法预测，但是不管人类社会的未来如何”神秘莫测”，科技却依旧在按部就班的发展。2024年，在这个摩尔定律被提出的第59年，全球芯片产业又将呈现怎样的局面？即将迈入”花甲之年”的摩尔定律能否”枯木逢春”？全球是否依旧在”芯荒”？
01
纳米的终结，埃米的开始？
对于芯片产业来说，最受关注的当属未来先进制程应该如何发展，是向着埃米时代迈进，还是会有一匹黑马半路杀出，如同光刻机的”湿刻法”一样，扭转关键局面。当然是否会有黑马杀出，笔者没有预知能力，故而无法告知，不过可以说一说2024年芯片产业以及行业巨头们在先进制程领域可能的进展。
先说芯片产业整体的情况，到了2024年，全球半导体产业或许正在为进入埃米时代马不停蹄得研发相关材料、设备。从比利时微电子研究中心（IMEC）去年公布的未来十年技术蓝图可以看到，他们预测2025年后，晶体管微缩化进入埃米尺度，2025年A14、2027年为A10、2029年为A7。
换句话说，2025年后先进制程将进入埃米时代，那么2024年或许就会成为芯片工艺制程史上至关重要的转折年，在那一年，纳米时代也许即将迈入终结，而那时候的巨头们是否早已”万事俱备，只欠东风”？
ASML
无论先进制程如何发展，光刻机总是至关重要的关键一环。埃米时代的到来意味着光刻机也要升级下一代的高NA（数值孔径）标准，现在的0.33 NA已无法满足，0.55 NA才是3nM之后的工艺必备的条件。
从目前的消息来看，2024年ASML两款0.55NA 光刻机都有望实现交付。根据ASML的路线图，用于工艺研发的TWINSCAN EXE:5000在今年下半年就可以出货，每小时可生产185片晶圆。而用于量产的第二代High－NA光刻机TWINSCAN EXE：5200则会在2024年底出货，每小时可生产超过220片晶圆。
与前最先进的0.33NA平台相比，下一代EUV 0.55 NA平台具有更高数值孔径的新型光学设计，允许将芯片缩小1.7倍，分辨率从13nM升级到8nM，可以更快更好地曝光更复杂的集成电路图案，同时密度增加2.9倍，全面支持3nM以下乃至埃米级工艺节点。
英特尔
笔者这里先聊英特尔，一方面，上述提到的ASML最新款光刻机，英特尔是新一代NA 0.55首台光刻机的用户；另一方面，去年7月，英特尔在公布了最新的制程工艺和封装技术路线图的同时，明确表示，计划于2024年发布”20A”工艺，正式进入埃米时代。
当时消息显示，英特尔计划，于2024年上半年发布采用RibbonFET全新晶体架构的英特尔20A，2025 年则会量产采用PoweRVia技术的 18A 工艺。不过，近期英特尔提前了第二代”埃”节点的时间，预计2024 年下半年就可以开始制造英特尔 18A节点。
据英特尔称，18A 开发进展顺利，研发业务现在处于或领先于所有开发里程碑，有信心在 2024 年底而不是 2025 年开始制造基于工艺节点的产品按照最初的计划。
这意味着，在2024年一年时间中，英特尔将发布Intel 20A和Intel 18A两款先进工艺。此外，英特尔还表示，2024年的Intel 3工艺节点将正式超越台积电，成为晶圆代工技术最好的公司。
可以说，英特尔在先进制程方面雄心勃勃，2024年或许也将成为其重回半导体龙头宝座的关键一年。
台积电
在先进半导体工艺上，台积电目前是无可争议的老大，虽然此前传出其在3nM工艺良率方面存在困难，但是从最新消息来看，台积电决定如期在2022年推动3纳米芯片量产。
3nM成功量产后，目光自然将聚焦在2nM上。在2020年的时候，媒体大多报道台积电2nM预计2023中下旬试产，2024年就能步入量产阶段。但随着时间的推移，2nM的量产时间也开始变得”飘忽不定”，台积电首席执行官魏哲家在去年10月回答有关台积电2nM工艺的问题时曾表示，他仍然有信心该公司的 2nM 制程将于 2025 年进入量产。
总的来说，无论台积电的2nM是2024年还是2025年量产，可以肯定的是，在2024年的时候离量产应该只差”临门一脚”了。
三星
三星是目前唯一一家可以和台积电在先进工艺上一教高下的企业。根据三星此前的计划，3nM工艺分为两个版本，其中3GAE（低功耗版）将在2022年年初投入量产，3GAP（高性能版）则会在2023年年初批量生产。而2nM工艺，三星高管曾表示会在2025年量产。
不过从近期的消息来看，三星3nM制程的进展并不顺利，前有相关专利缺乏，后有制造技术泄密。外媒SEMianalYsis在去年6月表示，尽管三星围绕3nM节点进行了大量营销和炒作，但它看起来越来越严峻，因为对于商业代工合作伙伴来说，3nM节点现在看起来像是推迟到 2024年。
从目前来看，2024年，三星是迎来3nM的量产，还是2nM的试产还是未知数。
02
晶圆厂”遍地开花”
近两年芯片短缺之苦，想必已无需多言，相机离谱般的涨价，笔记本漫长的交期，新能源汽车的减产等都与缺芯息息相关。为了尽快走出产能不足窘境，全球半导体产业都卯足了劲，纷纷加入扩产行业。
根据AjIT Manocha的统计，在2020年到2024年间，总计将有25座8英寸与60座12英寸晶圆厂建成，投入晶圆制造。换句话说，到了2024年，全球将新增85座新建晶圆厂。笔者在此统计了将在2022年-2024年期间投片、量产的晶圆代工厂。
粗略统计，2022年-2024年期间将有12座晶圆厂，1条台积电南京新产线投片、量产。从工艺制程方面来看，成熟制程的晶圆厂最多，有8座，其中又属28nM制程的晶圆厂数量最多；5nM及以下的晶圆厂有5座。
从地区上来看，亚洲地区以成熟工艺为主，主要集中在中国大陆和中国台湾，此外台积电在日本也有一座新建晶圆厂。台积电熊本晶圆厂涉及的工艺制程较多，从刚开始宣布的22/28nM，到后续增加了12/16nM FinFET 工艺技术。而先进工艺则集中在美国，除了台积电FAb 20 晶圆厂在中国台湾竹科宝山外，其余4座都位于美国。
美国这几年对芯片制造产业的心思属于”司马昭之心，路人皆知”。为了缓解半导体制造焦虑，美国正式通过了520亿美元的芯片法案，并积极邀请企业在美建厂，除了表格中提到的外，格芯在去年7月宣布将投资10亿美元在美国纽约州马耳他市附近建造第二家工厂。德州仪器也曾宣布计划于2022年在美国德克萨斯州北部谢尔曼开始建造新的12英寸半导体晶圆制造厂，并有可能建设多达四个晶圆制造厂。
从企业来看，台积电的数量最多，有4座新建晶圆厂以及南京的新建产线，其中FAb20工厂将分为4期厂房逐步动工，前2期厂房预估会在2023年下半年完工并展开装机作业，2024年下半年可望进入量产阶段，2nM工艺4期厂房全部完工量产要到2025～2026年，总月产能将逾10万片规模；
中芯国际其次，有3座新建的晶圆厂，都为成熟制程，虽然上海晶圆厂未公布投片时间，但是从开工时间来看（2022年初上海临港项目已破土动工），在2024年之前投片概率很大，所以笔者将其列入其中；
英特尔则有2座，其在德国马德堡新建的两个新工厂预计2023年上半年开工，2027年量产，所以笔者并未统计进去；三星、联电、力积电各一座，其中三星在美国的工厂虽然是5nM制程，但此前也有消息传出，三星规划要在2026年将3nM GAA制程引入美国厂，打造全美国最先进的晶圆厂，虽然是否会引入3nM制程还未确定，但有英特尔两座2nM工厂在，”打造全美国最先进的晶圆厂”这个愿望应该是无法实现了。
03
供不应求oR供过于求？
从2020年”缺芯风波”来袭，业界对于芯荒何时能解就做出了很多的猜想，在去年年底，半导体行业观察曾在《缺芯何时缓解？产业链是这样看的》一文中，整理了产业链上企业对于缺芯的看法，从这篇文章可以看出，当时大部分企业认为芯片危机持续到2022年。但到了2022年，反复的疫情、俄乌战争的阴影、地震、晶圆厂污染等各种意料之外的天灾人祸，以及不断拉长的交付周期，让这场芯片危机看起来”遥遥无期”。
那么，到了2024年，全球的芯片产业又将呈现怎么样