過去兩年，伴隨芯片的短缺、對華禁令等一系列重大事件，光刻機從一種不為人知的先進制造設備，一躍成為了大眾的新聞熱點。在這當中，荷蘭光刻機廠商 ASML 幾乎是繞不開的存在。
原因并不復雜，因為 ASML 是全球唯一一家有能力制造先進 EUV 光刻機的公司，臺積電、三星、英特爾想要蘋果、高通等芯片設計公司制造先進制程工藝的芯片，就必須使用該公司的 EUV 光刻機。而在實際情況中，EUV 光刻機的結(jié)構(gòu)之復雜、精密度之高，都讓它的量產(chǎn)極低，常年供不應求，即便在過去兩年不斷提高產(chǎn)量，ASML 還是沒有滿足芯片行業(yè)的需求。
去年 10 月我們在文章中寫道：
（6 月）三星電子副董事長李在镕開啟了自己的訪歐之旅，最關(guān)鍵的還是荷蘭，不僅與多名 ASML 高層舉行了會談，轉(zhuǎn)頭還向荷蘭總理要起支持：千萬確保 ASML 穩(wěn)定供應 EUV 光刻機。
但消費電子市場的寒氣從去年年初開始，最終還是傳到了「永遠缺貨不夠賣」的 ASML 身上。4 月 17 日，接近供應鏈的媒體 DigiTimes 報道稱，臺積電、三星和英特爾瘋搶 EUV 光刻機的熱度已經(jīng)降溫，其中最大客戶臺積電開始砍掉部分 ASML 的 EUV 光刻機訂單，傳言比例達到了 40%。
臺積電，圖/Flickr
這件事可以說是情理之中，意料之外。首先從智能手機、PC 市場全面疲軟開始，需求的萎縮就會不斷向上游供應鏈傳遞，只不過半導體行業(yè)的周期和供應鏈都很長，傳遞的速度相對較慢。ASML 全球高級副總裁、中國區(qū)總裁沈波在去年的一次媒體開放日也說過：
相比產(chǎn)業(yè)鏈里其他供應商，半導體設備的一個特點是供貨周期相對偏長。需求往下走的時候，我們差不多是最后一個感受到；需求往上走，我們則是第一個感受。
其次，發(fā)生在 ASML 身上的砍單消息，代表了代工廠也沒有看到行業(yè)復蘇、需求恢復增長的拐點，故而選擇削減關(guān)鍵設備訂單這種偏保守的做法，以應對大環(huán)境的不確定性。換言之，全球芯片需求的衰退，大概率還要繼續(xù)一段時間。
但以上的前提還是基于之前的市場現(xiàn)狀，未來一年仍然存在不少潛在的變局。
「不可理喻」的英特爾
4 月 13 日，英特爾宣布旗下代工服務部門（IFS）將與 ARM 進行合作，基于 18A（1.8nm）工藝制造用于移動設備的 SoC。兩家公司計劃，先期重點放在移動設備上，之后會擴大到汽車、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域，明顯看中了臺積電占有優(yōu)勢的市場。
考慮到英特爾的路線圖，18A 工藝的量產(chǎn)計劃在 2025 年，與 ARM 合作的收獲期至少要到那之后，但英特爾對 EUV 光刻機的需求，又該加上一筆。
不同于臺積電和三星，自從帕特·基辛格（Pat Gelsinger）上任 CEO 以來推行 IDM 2.0，英特爾在制程工藝上的推進就越發(fā)激進。相應的，英特爾對 EUV 光刻機的需求也越來越大，相對另外兩家也更加迫切。
帕特·基辛格，圖/英特爾
此外，由于臺積電最先進工藝的產(chǎn)能通常比較緊張、價格以及芯片行業(yè)的逆全球化進程等因素，英特爾先進工藝的需求也在推進，包括 Intel 3、20A 都拿到了客戶訂單。而在三家中，英特爾由于代工業(yè)務的起點低，也一直在爭取更多的客戶訂單，變數(shù)反而最大。
當然，另一方面也是因為英特爾過去曾經(jīng)在 EUV 光刻機上判斷失誤?；粮裨诮邮懿稍L時就說過，英特爾曾是 EUV 技術(shù)研發(fā)的重要推手，包括 ASML 研發(fā) EUV 光刻機也得到了英特爾的不少幫助，但是在 10nm 節(jié)點上英特爾并沒有選擇 EUV 光刻路線，而是嘗試了 SAQP 四重曝光技術(shù)生產(chǎn)先進工藝。
之后的故事后來我們都知道了——英特爾在 14nm 節(jié)點上「優(yōu)化」了好幾代，遲遲沒有實現(xiàn) 10nm，最終也選擇了 EUV 光刻路線。但就 EUV 光刻機的數(shù)量而言，時間決定了英特爾沒有多少「儲備」。
EUV 光刻機，圖/ASML
儲備少、需求大，所以盡管大家都在面對下游的需求萎靡，但英特爾還是選擇加大購買力度，包括去年搶了 ASML 新光刻機 High-NA EUV 的首發(fā)訂單，也是為了保證 18A 節(jié)點的順利推進。（High-NA 即高數(shù)值孔徑，從當前的 0.33 提升到 0.55，從而允許更小的工藝制程和更高的生產(chǎn)效率。）
而按照 ASML CEO Peter Wennink 的說法，單臺 High-NA EUV 的價格在 3 億到 3.5 億歐元（約合人民幣 22.6 億元到 26.4 億元）之間。
AI 戰(zhàn)爭，開啟軍備競賽
與英特爾不同，ChatGPT 的爆火出乎所有人的意料，如果說去年年末推出第一波熱潮還存在質(zhì)疑，到今年已經(jīng)在全球范圍內(nèi)掀起了一場 AI 戰(zhàn)爭。
從國外的 OpenAI（和微軟）、谷歌、亞馬遜、Facebook、X.AI（馬斯克剛成立）等，到國內(nèi)的百度、阿里、騰訊、商湯、光年之外（美團聯(lián)合創(chuàng)始人王慧文成立）等，都在進入 AI 大模型的戰(zhàn)場。而在主流視野之外，還有更多尚不知名的大模型，比如開源的 BLOOM、復旦的 MOSS、斯坦福的 Alpaca。
Office 365 Copilot，圖/微軟
不僅如此，大量基于大模型的 AI 應用層出不窮，還有 Office、搜索引擎這些用戶規(guī)模巨大的傳統(tǒng)工具不斷引入生成式 AI，這些都在快速增加算力的消耗，同時自然也需要龐大的算力進行「補充」。
無一例外，它們背后的硬件基座都是大量的高性能 GPU，基本以英偉達 A100、H100 GPU 為主，由臺積電 7nm/4nm 工藝制造。盡管還沒有到一季度財報公布的時間，但外界已經(jīng)在猜測英偉達能「贏多少」了。與此同時，臺積電來自英偉達的訂單也在不斷增長。
長期來看英偉達可能也難一家獨大，AMD 和英特爾，谷歌以及一票自研 AI 芯片的互聯(lián)網(wǎng)公司，還有可以期待一下的國產(chǎn) GPU 廠商。谷歌在本月早些時候就宣布，旗下第四代 TPU 驅(qū)動的 AI 超級計算機勝過了英偉達上一代旗艦 GPU A100 驅(qū)動的超級計算機。但不管如何，最終這些芯片需求都要轉(zhuǎn)換為代工廠的訂單，從而影響到 EUV 光刻機的市場。
換言之，接下來生成式 AI 以及大模型的發(fā)展程度，也將很大程度上影響代工廠對 EUV 光刻機需求的緊迫性。
算力爆炸，需要技術(shù)進步
需求和市場，對半導體行業(yè)當然很關(guān)鍵，但生產(chǎn)和效率同樣重要。就像指導了半導體行業(yè)半個世紀的「摩爾定律」，生產(chǎn)端以此推進半導體技術(shù)的進步；需求端以此作為依據(jù)，提前規(guī)劃和開發(fā)更先進的產(chǎn)品。
而如果按照 OpenAI 的報告所述，全球頭部 AI 模型訓練算力需求每 3-4 個月翻一番，意味著陡然加快的算力消耗曲線，也意味著規(guī)模更龐大的芯片需求和更高的芯片技術(shù)要求。或者用更簡單的說法——按照現(xiàn)有的技術(shù)，成本上無法支撐算力需求后續(xù)的暴增。
英偉達 CEO 黃仁勛在今年 GTC 開發(fā)者大會也說，「芯片需要新的技術(shù)，可能在算力上會有十倍的需求量?！?/span>
黃仁勛，圖/英偉達
當然，這是一個長期的方向。一方面，半導體行業(yè)還在推進 2nm 及以下的工藝制程，臺積電、三星和英特爾都規(guī)劃在 2025 年前后實現(xiàn) 2nm 量產(chǎn)，英特爾甚至還有 18A(1.8nm）的量產(chǎn)規(guī)劃。
另外，制造環(huán)節(jié)上的技術(shù)改進也在提高整體的生產(chǎn)效率，以英偉達聯(lián)合 ASML、臺積電研究出的「計算光刻」為例，通過計算激光的衍射效應，讓越來越復雜的掩膜板制造變得更有效率。
而且相比起市場前景的不確定性，制造技術(shù)的進步，勢必會提高已有需求產(chǎn)品的效率，也為未來的恢復乃至爆發(fā)做好準備。