一台EUV卖2亿美元,一天需要3万度电,每天可以生产多少芯片?

科技雯雯 2023-04-17 17:55:04

EUV光刻机一台售价2亿美元,生产一天需要消耗3万度电,它每天可以生产多少片芯片?在短短10年的使用寿命内,多久能赚回成本?它的盈利能力有多强?光刻机是人类顶尖科技,由于技术复杂,制造难度大,垄断全球的荷兰光刻机巨头ASML每年的产量也只有55台左右。

然而,光刻机制造芯片的能力却非常强大,根据光刻机的标准来看,它有个很重要的指标叫WPH,也就是一小时的单位产能。现在比较先进的EUV光刻机已经能做到每小时处理120-200片晶圆。值得注意的是,晶圆并不等于芯片,一片晶圆面积为12英寸,大约相当于600块113.31平方毫米的麒麟990-5G芯片。由于晶圆需要去除边角区域,加上晶圆内部的芯片可用率并非100%,大概只有90%左右,按照这个数据计算,一台光刻机一小时的产能就是8万多块芯片,那么,一天24小时的产能就是192万块,一年最多产能6亿块芯片以上。这是什么概念呢?2019年,小米手机的出货量也才1.24亿台,苹果虽然多一点,也就1.96亿台。难道一台光刻机就能保证一个手机厂商的芯片供给了吗?

事实上,一台手机的芯片数量超过100片,一台光刻机无法保证产量。而且机器不可能全年无休止运转,一台光刻机的实际产能会远远低于这个数值。毕竟如果要真是这样的话,光刻机早就产能过剩了。据说ASML公司计划到2050年将光刻机产量提升到90台,很多业内人士就表示,这会加剧光刻机的产能过剩。所以用这个方法计算显然会存在很大的误差。这里咱们直接用那台积电2019年的出货量来计算,台积电2019年共生产了1010万片12寸晶圆。这里面可不全是手机芯片,还包括很多现代产品。比如传统汽车需要的芯片种类至少40种以上,单辆车的芯片使用总量在500-600颗。台积电每年生产的芯片光种类就达到了10761种,广泛分布到了各个领域中。所以用芯片价格很难计算,咱们直接以9000多美元一片12寸晶圆的价格出售,那么台积电一年的销量也有1000亿美元了。

然后我们再来算人工成本,2019年台积电员工总共为5万人,薪资中位数为159.6万元,那么公司一年发放的工资也才1000亿元,而它一年的销售额却是1000亿美元,仅为销售额的1/6。另外的大头在电费上,EUV光刻机使用的是不是一般的光,而是极紫外光。这种光非常容易被吸收,需要使用功率极大的激光器才能够生成。而且极紫外光想要到达晶圆上,还需要不断修正光路,产生连续反射。但每经过一次反射,光纤就会有30%左右的损耗,最终大约只有不到2%的光线到达晶圆。由于损耗太多,耗电量也就上去了。一台光刻机每天要消耗3万度电,一年耗电量也高达1000万度了。台积电的光刻机数量大概在50台左右,那么一年的耗电量至少是5亿度。

但按照实际来看,光刻机的耗电量更加恐怖,台积电2019年公布的耗电量高达143亿度,按照一元一度电计算,每年的电费就高达140亿元人民币,约20多亿美元,平摊到每一天光刻机上不到一亿元。即使耗电量这么高,加上一台光刻机2亿美元的售价,依然挡不住光刻机的盈利能力。光刻机的寿命可以达到10年,减掉2亿元的购买成本,繁杂的人工工资、维护成本和折旧费,一台光刻机10年的产能也依然可以达到90亿美元。而这还仅仅是光刻机中间产业的盈利能力,追溯到上游荷兰光刻机制造企业,年销42台EUV光刻机,净利润57亿欧元。下游产业更是养活了无数电器、汽车和手机厂商,连国家卫星都需要芯片!

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科技雯雯

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