元宇宙概念市场占有率，未来会不会有1纳米的芯片？

元宇宙概念市场占有率，未来会不会有1纳米的芯片？

2019年三星就已经研发出3nm芯片，并预计可以在2022年实现量产，这项技术有望生产出比三星目前的7nm芯片制造工艺功耗低50％的处理器，同时性能提高35％。所以3纳米已经是现实，至于1纳米也在计划中，但是面临的技术和成本的重重压力。

所以大多数人认为5nm可能是芯片经济的终点，3nm是芯片物理的终点。

“纳米”的真正含义

CPU是使用光刻技术制造的，其中将CPU的图像蚀刻到一块硅上。完成此操作的确切 *** 通常称为过程节点，并通过制造商可以制造多小的晶体管来衡量。由于较小的晶体管具有更高的功率效率，因此它们可以进行更多的计算而不会变得过热，这通常是CPU性能的限制因素。它还允许使用更小的裸片尺寸，从而降低成本并可以在相同尺寸下提高密度，这意味着每个芯片可以容纳更多的内核。

当然CPU的性能并不能完全根据晶体管的大小而定，在如此小的规模下，这些数字不再那么精确。每种半导体铸造厂的测量 *** 可能会有所不同，因此更好将它们更多地用作细分产品的营销术语，而不是精确地测量功率或尺寸。例如，尽管数量不匹配，但英特尔推出的10nm节点有望与台积电的7nm节点竞争。

对这些晶体管的尺寸的衡量，是判断特定CPU的强大功能的有用度量因素之一。

回顾一下半导体行业过去发展的历史

让我们从一些背景开始，半导体行业的技术特点决定了，只有最强者会继续存活下去，其余的会被消耗掉。下图描述了该行业在过去70年中的发展历程。

基于2019年，全球排名前5位的公司，这些公司控制着约70％的市场份额。这些公司提供绝大多数的CPU、GPU和内存设备。

由于当前半导体设备的成本以及新原料价格上涨，新参与者进入这一名单的机会很小。当然在半导体行业的重要程度愈发凸显的今天，在国家的大力支持下，相信很快有中国厂家会进入到这个目录中。

英特尔未来芯片制程节点路线图曝光3纳米会有的，准1纳米也是有的

在IEEE国际电子设备会议（IEDM）上，一位英特尔的友商，意外曝光了，英特尔即将推出的制造工艺的扩展路线图。

这是Intel的原始幻灯片，没有详细介绍哪个年份的哪个节点，但是A *** L将这些假设应用于在IEDM主题演讲中呈现的幻灯片。

从上面的幻灯片可以看出，英特尔仍然遵循着摩尔定律的指引，只是这种指引和成本无关。

我们没有为摩尔定律的终结做好准备

1965年，戈登·摩尔做出了预言，它为现代数字革命设定了步伐。从对新兴趋势的仔细观察中，摩尔推断出计算将以指数级的速度显着增加功率，并降低相对成本。这种被称为摩尔定律的见解成为电子行业的黄金法则，也是创新的跳板。作为共同创始人，戈登为英特尔制造出更快，更小，更实惠的晶体管铺平了道路，这些晶体管驱动着现代数字化社会。即使在今日也可以从许多方面感受到持久的影响和收益。摩尔在1965年的预测中，集成电路上组件的数量每年将翻一番，直到1975年达到惊人的65,000个，这是上个世纪以来更大的技术预测。1975年证明正确时，他将摩尔定律修订为每两年将芯片上的晶体管增加一倍。从那时起，他的预测就定义了技术的发展轨迹，并从许多方面定义了发展的轨迹。

近年来，许多其他杰出的计算机科学家也宣布摩尔定律已死。2019年初，大型芯片制造商Nvidia的首席执行官表示同意，实际上，与其说是突然死亡，倒不如说是逐渐的下降。在过去的几十年中，包括摩尔本人在内的一些人担心，由于越来越难以制造越来越小的晶体管，他们可以看到终点。多年来，芯片行业设法规避了物理障碍，通过引入了新的晶体管设计以更好地束缚电子。当可见光的波长太厚而无法精确雕刻出只有几十纳米的硅特征时，就发明了使用极紫外辐射的新光刻 *** 。但是进展变得越来越昂贵。同样，制造更先进芯片的晶圆厂的价格也变得过高。晶圆厂的成本每年以约13％的速度增长，预计到2022年将达到160亿美元甚至更多。巧合的是，计划生产下一代芯片的公司数量现在已缩减到只有3家，从2002年的25家，到2010年的8家。

电子行业的黄金法则摩尔定律，总有终结的一天，随着工艺制程减低的难度越来越大，成本越来越高，摩尔定律放缓了它前进的脚步。

出于经济成本的现实，对更 *** 程的追求可能终结

随着时间的流逝，在前沿节点上开发芯片的成本飞涨。为了在前沿开发芯片，需要有足够的资金来支持开发成本，这是一个现实问题：只有更大的公司才能负担得起在这些节点上构建芯片的成本。较小的公司只能使用较旧的节点制程。在过去的几年中，随着每个新节点的收益减少以及采用成本的增长，半导体行业越来越难以交付新的工艺节点。随着芯片制程的改进空间变得越来越小，迟早它将变得无法改变。

半导体制造公司正在追求难以置信的复杂制造技术和晶体管结构。DUV（深紫外）光刻机还可以支持从45nm到7nm工艺的芯片制程需求，但是已经不能满足日益对更小制程芯片追求的智能手机芯片的需求。所以在芯片制程演进到7nm的时候，EUV（极紫外光）被引入，取代了193nm（DUV）光刻技术，但是这些技术都不便宜。随着开发成本的飙升和改进的作用越来越小，甚至像英特尔这样的公司也将停止追求越来越小的晶体管。成本问题已经开始改变整个半导体行业。随着越来越多的客户转移到新节点上，公司越来越难以证明这些升级的合理性，这就是为什么只有很少的大型代工厂处于领先地位的原因之一。台积电，三星，和英特尔是最后三家领先的晶圆代工厂。

业界希望从3nm开始，从当今的Fin FET晶体管过渡到全能栅极FET。在2nm甚至更高的制程下，业界正在研究当前和新版本的全能门晶体管。在这些节点上，芯片制造商可能会需要新设备，例如下一代紫外线（EUV）光刻技术。新的沉积，蚀刻和检查/计量技术也在研究中。不用说，这里的设计和制造成本是天文数字。根据IBS的数据，3nm芯片的设计成本为6.5亿美元，而5nm器件的设计成本为4.363亿美元，而7nm的设计成本为2.223亿美元。

可以肯定的是：由于严格的物理限制，商用晶体管的定标不会结束。由于经济现实，这种情况会结束：甚至连英特尔也没有无限的实力。

超过3nm的晶体管选项

尽管在成本飞涨的情况下芯片扩展速度有所放缓，但业界仍在继续寻找一种新的晶体管类型，这种趋势已经持续了5至10年，尤其是2nm和1nm节点。具体来说，业界正在为3nm之后的下一个主要节点确定并缩小晶体管的选择范围。根据国际半导体技术路线图（ITRS）2.0版，这两个称为2.5nm和1.5nm的节点分别定于2027年和2030年出现。向3nm的迁移已经发生，尽管量产可能需要比预期更长的时间。对于2nm同样如此。除此之外，还不清楚1nm会发生什么。CFET（全包围栅互补场效应晶体管）可能是必经之路。另一方面，芯片缩放可能会结束，或者可能仅限于需要极高密度的小型高性能、高规格芯片或小芯片。

根据ITRS路线图，在7nm之后，下一个技术节点是5nm，3nm，2.5nm和1.5nm。这些节点的时序是一个移动的目标，但是，节点名称是任意的，并不反映晶体管的规格。在2纳米工艺上，行业面临一些障碍，从理论上讲，一个2nm的设备将由一个3轨高度的布局组成，但是这种类型的方案很难设想，至少目前是这样。

但是，业界还有可能需要全方位的新设备。在高性能计算的复兴中，许多人认为有必要尽可能地推动这项技术的发展。未来，自动驾驶，5G，移动和服务器也将需要更多的功能。因此，在研发中，该行业正在研究2.5nm和1.5nm的几种技术。在这些节点上，行业可以走以下道路：

扩展全方位栅极FET或开发更复杂的技术版本，例如互补FET（CFET）和垂直纳米线FET。利用现有的finFET，并用新材料对其进行调整，以创建所谓的负电容FET（NC-FET）。将设备集成到高级软件包中。

IC制造商也在寻找替代方案。一种想法是将多个设备放在高级封装中，这样可以以较低的成本提供与缩放设备相同的功能。

无论在探索任何新的技术时，都必须意识到现代逻辑产品具有非常苛刻的要求。因此，就目前所能做的事情而言，现在还不确定是否有任何技术真的被证明是赢家。在真正实现之前，一切都是未知。

写在最后

总而言之，在技术和成本压力面前，半导体行业可能需要一个新的解决方案。但是芯片制造商不想从头开始。相反，他们更喜欢采用现有的工作和制造技术并对其进行改进。

以上是我的浅薄之见，欢迎指正，谢谢！

什么是元宇宙？

当前情况下元宇宙还属于炒概念的阶段，未来几年十几年都难以达成元宇宙设想的情况，而现在就开始操作元宇宙，在我看来就是割韭菜。

12年的时候比特币大涨，15年的时候又炒作区块链，如今几年过去了，这些互联网大佬们当年一致认为能够创世纪的东西哪个实现了，最终苦了的都是咱们普通的老百姓，辛辛苦苦存了点钱，以为大佬们都关注投资的点一定是未来的趋势，结果就此被套住，苦苦不能翻身。

‬元宇宙是虚拟世界

元宇宙简单来说就是一个虚拟的世界，就像曾经我们玩过的大型 *** 游戏一样，只不过元宇宙更加进步了，概念中元宇宙应该和虚拟技术相结合，尤其是AR和VR技术突破以后，人类能够以虚拟的身份进入到一个新的“世界”，而这个世界是虚拟的。

业界大佬普遍认为，元宇宙应该具有八个大的要素，沉浸感，低延迟，随时随地，多元化，朋友，身份，文明以及经济系统。

①低延迟

元宇宙是非常庞大的产物，其构想就是让我们能够沉浸式的体验互联网，而这个过程需要庞大的数据带宽支持。

目前世界上普遍的网速都很一般，而想要达到这样的带宽，起码要配备上日本最新的319tb网速，这是日本今年6月份在国际光纤会议上公布的世界最快网速，而想要遍布全世界为元宇宙服务，起码得10年以上。

②沉浸感

沉浸感在我看来应该是元宇宙构成的核心条件，但实际上这个是最难达到的，即便如今VR技术或者AR技术已经很发达了，但是想要做到让人沉浸在一个新的“世界”当中，还是有些困难的，而且沉浸感强画面质量也要高，服务器也要强大，以现有的互联网来看，很难有能够制成一整个世界的服务器诞生。

3随时随地

元宇宙的构想就是要做到随时随地，不仅能够在家里实现随时随地可能通过虚拟登录元宇宙，在单位或者咖啡厅又或者通过便携的设备，都能随时随地的登录元宇宙，但实际上这种情况很实现，或许说起码要在10年以后才能可能实现。

元宇宙距离我们还有10到20年

元宇宙的概念其实已经出现很多年了，早在1992年的科幻小说《雪崩》中就出现过，小说中描绘的是一个新的世界，为数字虚拟世界，也叫做--元界。去年大火的科幻电影《头号玩家》中描绘的虚拟梦幻国度--绿洲，其实就是元宇宙的一个呈现方式，人们佩戴VR设备登录一个虚拟世界，在这个世界中生活，观光，交易，生产等，不管在现实世界多么凄惨，在元宇宙中都可能通过自己的努力实现“新生”！

今年3月份，元宇宙概念股正式上市，5月份的时候，Facebook表示要在5年内转型成为一家元宇宙的公司，而字节跳动也斥巨资在8月份的时候收购了一家VR创业公司，罗永浩也在11月5日表示有可能进军元宇宙。一众大佬都表示要进军元宇宙，因此2021年也被称为元宇宙元年。

如今虽然很多国际投资团体对元宇宙很看好，甚至彭博行业研究报告都指出2024年元宇宙或许能够达到8000亿美元的市场规模，但我对它依然不看好。不看好的原因有很多，主要就是接入元宇宙的设备VR如今发展得不温不火。

VR/AR技术，在2016年就引起过一阵浪潮，当年全球市场份额就做到了46.8亿美元，但火了一段时间以后基本就销声匿迹了，主要的原因就是很多用户在佩戴体验的过程中出现很严重的眩晕问题，加上也没有很好的内容支撑VR/AR的发展，因此长久以来VR/AR的发展几乎都停滞不前。而VR/AR没有突破性进展的话，元宇宙的发展几乎就只能停摆了。

业内专家认为，从算力， *** 技术，虚拟等技术的发展情况来评估，元宇宙产业的发展还需要10到20年的时间才有可能实现。

元宇宙还需要进行很多规划

在我看来，即便5G技术发展如何壮大，元宇宙依然还有很长的一段路要走。

首先内容方面是元宇宙阻碍之一，从2016年VR/AR技术的突然壮大到如今，整个虚拟游戏库中只有200多款内容，而且可以说很多都是类似的，整体游戏体验几乎都相同，如果借以这种体验让用户沉浸在元宇宙中，显然是不可能的。

此外，作为虚拟世界，元宇宙也应该有自己的法律和文化，以及金融，毕竟很多大佬想要让所有人都沉浸在元宇宙之中，只不过虚拟世界很难有统一的情况出现，就像之前的《第二人生》游戏，团队就希望玩家把自己的资金存到游戏中的虚拟银行，结果虚拟银行跑路，玩家找到游戏，游戏平台不管，最终只能由玩家自己承担苦果，这也导致了游戏慢慢消亡。

基于这两点，元宇宙如果真的成功，也要在这两个方面有重大突破，只不过前路确实充满崎岖。

我国什么时候才能自行量产12nm以下的芯片？

所谓自行量产，我们可以从两个方面去理解。

一种是我们采购外部的零部件，然后在国内自行生产；

还有一种是整个供应链都由我们自己生产，也就是说离开了外国的零部件，我们同样能够完全独立自主生产出12纳米的芯片。

我们先来看一下第1种情况，也就是采购外部零部件，然后在国内生产。

芯片制造产业链非常长，涉及的零部件非常多，目前全球没有任何一个国家能够完全独立自主的生产芯片制造过程当中所需要的所有零部件。

比如目前全球更先进的芯片制造厂家类似台积电，三星，英特尔大部分零部件都是从外部采购，这样可以大大提高他们的生产效率。

包括我国目前的一些主流芯片制造厂，包括中芯国际，华虹集团，他们有很多零部件也是采购自外部。

比如最典型的就是一些光刻机，大多都是通过外部采购，还有一些核心零部件，很多也依赖从外部采购。

在这个模式之下，其实我国目前已经有个别企业能够生产出12纳米的芯片，这个企业就是中芯国际。

中芯国际目前已经有成熟的14纳米工艺，在前两年他们也成功研发出了N+1、N+2工艺，这些工艺是在14纳米的基础上进行改进，目前中芯国际已经能够实现12纳米的量产，只不过目前并没有大规模的生产，而是在不断的提高良率。

未来随着12纳米工艺良率的不断提升，到时就具备大规模生产的能力。

我们再来看下完全依靠国内供应链什么时候能够生产出12纳米工艺的芯片。

芯片制造是一个非常复杂的工艺，这里面所需要的很多零部件以及材料都是行业最顶尖的水平，比如光刻机、蚀刻机、光刻胶、掩模板、特种气体等等。

而这里面很多设备以及原材料国内自给率都相对比较低，比如目前高端光刻机我们完全就没法生产。

目前国内已经量产投入使用的光刻机只有90纳米，虽然上海微电子已经研发出了28纳米的光刻机，但目前还在调试阶段，还没有真正的投入量产。

就算未来国产28纳米光刻机投入量产了，我们也没法生产出12纳米的工艺，虽然28纳米的光刻机经过多次曝光之后能用于生产14纳米的芯片，但距离12纳米工艺要求仍然非常远。

另外就算我们在光刻机上取得突破，但在其他配套设备以及原材料上面仍然没法取得突破，仍然对进口有较高的依赖度，我们也没法完全做到依靠国内供应链达到生产12纳米芯片的目的。

所以我觉得至少在未来10年之内，甚至20年之内，想要打通国内芯片生产的各个环节，把每一个环节都做到国际顶尖水平，从而替代进口产品，我觉得都不太现实。

毕竟芯片所需的很多核心零部件以及原材料都是一些技术含量非常高的产品，这些零部件以及原材料需要长时间的投入和积累，才能够实现技术的突破，而不是依靠一腔热情在短期内就可以突破的。

最关键的是，这些设备和原材料的投入比较大，短期内投入不一定有收益，这会大大打消这些企业创新的积极性。

因为市场本身是很残酷的，对芯片制造厂家来说，他们在采购零部件的时候，他们肯定会优先考虑那些技术成熟而且有价格优势的零部件，而不是为了支持国产而随便采购国产零部件以及材料。

毕竟对于企业来说，他们首先要考虑的是市场竞争，首先要考虑的是生存，这时候企业要考虑的肯定是短期内的利益。

所以短期内我觉得国内很多零部件以及原材料跟国际顶尖水平仍然有很大的差距，短期内不可能缩小。

这意味着想要完全依赖国内供应链达到生产12纳米芯片的目标，短期内是不可能实现的。

但凡事都有可能发生意外。

最近几年我国半导体产业发展非常迅猛，半导体产业规模已经位居全球前列，这让个别国家非常眼红，所以他们只能采取各种限制措施来加大对中国芯片的限制，以此来巩固他们在全球芯片领域的领先地位。

这种限制虽然短期内对中国芯片产业会产生一定的影响，但从长期来看，我觉得未必见的是一件坏事情。

假如某些国家不断限制对中国出口一些芯片制造所需的零部件，这时候国内的芯片制造厂家只能硬着头皮采购国内的零部件。

这样国内零部件反而会有更大的市场空间，有更多的利润，这样才能促进他们不断攻克技术难题，不断提升各种零部件的整体水平。

所以从长期来看，外部限制反而有可能促进我国整个芯片制造产业链整体技术的提升。

这种提升有两方面，一方面是按照现有的技术路线，提升产业链上各个零部件的水平；还有一种方式是迫使我们去寻找其他路线，比如发展量子光刻机，量子芯片等等，这样说不定在未来的某一天，我们反而能够实现弯道超车了。

可否列出你知道的排名全球之一的中国公司？

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如何看待苹果目前全球活跃设备总数已经超过了18亿？

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