4月27日消息，臺積電近期更新了其制程工藝路線圖，稱其4納米工藝芯片將在2021年底進(jìn)入“風(fēng)險生產(chǎn)”階段，并于2022年實現(xiàn)量產(chǎn)；3納米產(chǎn)品預(yù)計在2022年下半年投產(chǎn)， 2納米工藝正在開發(fā)中

在產(chǎn)能方面，沒有任何競爭對手能威脅到臺積電的主導(dǎo)地位，而且未來幾年內(nèi)也不會。至于制造技術(shù)，臺積電最近重申，它有信心其2納米（N2）、3納米（N3）和4納米（N4）工藝將按時推出，并保持比競爭對手更先進(jìn)節(jié)點工藝領(lǐng)先優(yōu)勢。

今年早些時候，臺積電將2021年的資本支出預(yù)算大幅提高到250億至280億美元，最近更是追加到300億美元左右。這是臺積電未來三年增加產(chǎn)能和研發(fā)投入計劃的一部分，該公司計劃三年總共投資1000億美元。

在臺積電今年300億美元的資本預(yù)算中，約80%將用于擴(kuò)大先進(jìn)技術(shù)的產(chǎn)能，如3納米、4納米、5納米、6納米以及7納米芯片。華興證券分析師認(rèn)為，到今年年底，先進(jìn)節(jié)點上的大部分資金將用于將臺積電的5納米產(chǎn)能擴(kuò)大到每月11萬至12萬片晶圓。

與此同時，臺積電表示，其資本支出的10%將用于先進(jìn)的封裝和掩模制造，另外10%將用于支持專業(yè)技術(shù)開發(fā)，包括成熟節(jié)點的定制版本。

臺積電最近提高資本支出的舉措是在英特爾宣布其IDM 2.0戰(zhàn)略(涉及內(nèi)部生產(chǎn)、外包和代工運(yùn)營)之后做出的，并在很大程度上重申了該公司在競爭加劇之際對短期和長期未來的信心。

臺積電總裁兼首席執(zhí)行官魏哲家在最近與分析師和投資者的電話會議上表示：“作為一家領(lǐng)先的晶圓代工企業(yè)，臺積電在成立30多年的歷史中從未缺乏競爭，但我們知道如何競爭。我們將繼續(xù)專注于提供領(lǐng)先的技術(shù)、卓越的制造服務(wù)，并贏得客戶的信任。其中，贏得客戶信任是相當(dāng)重要的，因為我們沒有與客戶競爭的內(nèi)部產(chǎn)品?！?/span>

N5工藝贏得客戶信賴

臺積電是2020年中期第一家開始使用其N5工藝技術(shù)進(jìn)行大規(guī)模芯片制造(HVM)的公司。最初，該節(jié)點僅用于為臺積電的最重要客戶服務(wù)，即蘋果和海思。如今，隨著更多客戶已經(jīng)準(zhǔn)備好各自的N5規(guī)格芯片設(shè)計，因此該節(jié)點的采用正在增長。與此同時，臺積電表示，計劃使用N5系列技術(shù)(包括N5、N5P和N4)的客戶比幾個月前預(yù)計的要多。

魏哲家說：“N5已經(jīng)進(jìn)入量產(chǎn)的第二個年頭，產(chǎn)量比我們最初的計劃要高。在智能手機(jī)和高性能計算（HPC）應(yīng)用的推動下，N5的需求繼續(xù)強(qiáng)勁，我們預(yù)計2021年N5將貢獻(xiàn)晶圓收入的20%左右。事實上，我們看到N5和N3的客戶越來越多。需求如此之高，我們必須準(zhǔn)備好應(yīng)對的準(zhǔn)備?！?/span>

對于臺積電來說，HPC應(yīng)用包括許多不同類型的產(chǎn)品，比如AI加速器、CPU、GPU、FPGA、NPU和視頻游戲SoC等。由于臺積電只是代工制造商，不會透露它使用哪種節(jié)點生產(chǎn)的產(chǎn)品，但N5在HPC領(lǐng)域的采用率正在增長這一事實非常重要。

魏哲家表示：“我們預(yù)計，在智能手機(jī)和HPC應(yīng)用需求強(qiáng)勁的推動下，未來幾年對我們N5系列的需求將繼續(xù)增長。我們預(yù)計HPC不僅會在第一波增長中出現(xiàn)，實際上還會在更多的需求波中出現(xiàn)，以支持我們未來領(lǐng)先的N5節(jié)點。”

臺積電N5在尖端技術(shù)采用者中的市場份額正在增加，這并不特別令人驚訝。華興資本分析師估計，臺積電N5的晶體管密度約為每平方毫米1.7億個晶體管，這將使其成為當(dāng)今可用密度最高的技術(shù)。相比之下，三星電子的5LPE每平方毫米可以容納大約1.25億到1.3億個晶體管，而英特爾的10納米節(jié)點晶體管密度大約為每平方毫米1億個。

在接下來的幾周里，臺積電將開始使用其名為N5P的N5改進(jìn)技術(shù)性能增強(qiáng)版來制造芯片，該技術(shù)承諾將頻率提高至多5%，或?qū)⒐慕档椭炼?0%。N5P為客戶提供了一條無縫的遷移路徑，無需大量的工程資源投資或更長的設(shè)計周期，因此任何使用N5設(shè)計的用戶都可以使用N5P。例如，N5的早期采用者可以將他們的IP重新用于N5P芯片。

N4明年將投入量產(chǎn)

臺積電的N5系列技術(shù)還包括將在今年晚些時候進(jìn)入“風(fēng)險生產(chǎn)”階段，并將在2022年用于批量生產(chǎn)的N4工藝芯片。這項技術(shù)將提供比N5更多的PPA(功率、性能、面積)優(yōu)勢，但保持相同的設(shè)計規(guī)則、設(shè)計基礎(chǔ)設(shè)施、SPICE模擬程序和IP。同時，由于N4進(jìn)一步擴(kuò)大了EUV光刻工具的使用范圍，它還減少了掩模數(shù)量、工藝步驟、風(fēng)險和成本。

魏哲家說：“N4將利用N5的強(qiáng)大基礎(chǔ)進(jìn)一步擴(kuò)大我們的5納米系列技術(shù)優(yōu)勢。N4是從N5直接遷移過來的，具有兼容的設(shè)計規(guī)則，同時為下一波5納米產(chǎn)品提供進(jìn)一步的性能、功率和密度增強(qiáng)。N4的目標(biāo)是今年下半年進(jìn)入風(fēng)險生產(chǎn)階段，2022年實現(xiàn)批量生產(chǎn)?！?/span>

到2022年N4產(chǎn)品投入量產(chǎn)時，臺積電將擁有約兩年的N5經(jīng)驗和三年的EUV經(jīng)驗。因此，人們的預(yù)期是，其收益率將會很高。但是，即使N4被認(rèn)為是尖端的，它也不會是臺積電明年提供的最先進(jìn)制造技術(shù)。

N3將于2022年下半年亮相

2022年，臺積電將推出其全新的N3制造工藝，該工藝將繼續(xù)使用FinFET晶體管，但預(yù)計將提供一整套PPA改進(jìn)方案。特別是，與目前的N5工藝相比，臺積電的N3承諾將性能提高10%-15%，或者降低25%-30%的功耗。同時，根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，新節(jié)點還將使晶體管密度提高1.1到1.7倍

N3將進(jìn)一步增加EUV層的數(shù)量，但將繼續(xù)使用DUV光刻。此外，由于該技術(shù)始終在使用FinFET，它將不需要從頭開始重新設(shè)計的新一代電子設(shè)計自動化(EDA)工具和開發(fā)全新的IP，相對于三星基于GAAFET/MBCFET的3GAE，這可能更具競爭優(yōu)勢。

魏哲家表示：“N3將是我們繼N5之后的又一次全面節(jié)點跨越，它將使用FinFET晶體管結(jié)構(gòu)為我們的客戶提供最好的技術(shù)成熟度、性能和成本。我們的N3技術(shù)開發(fā)進(jìn)展良好。與N5和N7相比，我們繼續(xù)看到N3的HPC和智能手機(jī)應(yīng)用客戶參與度要高得多?！?/span>

事實上，臺積電聲稱客戶對N3的參與度越來越高，間接地表明了其對N3寄予了厚望。魏哲家說：“N3的風(fēng)險生產(chǎn)預(yù)計在2021年啟動，量產(chǎn)目標(biāo)是在2022年下半年。我們的N3技術(shù)推出后，將成為PPA和晶體管技術(shù)中最先進(jìn)的代工技術(shù)。我們有信心，我們的N5和N3都將成為臺積電大規(guī)模和持久使用的節(jié)點工藝?！?/span>

超越N3

全柵場效應(yīng)晶體管(GAAFET)仍是臺積電發(fā)展路線圖的重要組成部分。該公司預(yù)計將在其“后N3”技術(shù)(大概是N2)中使用全新的晶體管。事實上，臺積電正處于尋找下一代材料和晶體管結(jié)構(gòu)的階段，這些材料和晶體管結(jié)構(gòu)將在未來許多年內(nèi)使用。

臺積電在最近的年報中稱：“對于先進(jìn)的CMOS（互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體），臺積電的3納米和2納米CMOS節(jié)點在流水線上進(jìn)展順利?！贝送?，臺積電加強(qiáng)的探索性研發(fā)工作集中在2納米節(jié)點、3D晶體管、新存儲器和Low-R互連等領(lǐng)域，這些領(lǐng)域正在為引入許多技術(shù)平臺奠定堅實的基礎(chǔ)。

值得注意的是，臺積電正在12號工廠擴(kuò)大研發(fā)能力，目前正在研發(fā)N3、N2和更先進(jìn)的節(jié)點。

有信心超越代工行業(yè)整體增長率

總體而言，臺積電相信，其“大家的晶圓代工廠” (everyone's foundry)戰(zhàn)略將使其在規(guī)模、市場份額和銷售額方面進(jìn)一步增長。該公司還預(yù)計，未來將保持其技術(shù)領(lǐng)先地位，這對其增長至關(guān)重要。

臺積電首席財務(wù)官黃文德最近在與分析師和投資者的電話會議上表示：“我們現(xiàn)在預(yù)測，2021年全年，代工行業(yè)的增長率約為16%。對于臺積電來說，我們有信心能夠超越晶圓代工行業(yè)的整體增長，在2021年實現(xiàn)20%左右的增長?！?/span>

該公司擁有強(qiáng)大的技術(shù)路線圖，并將繼續(xù)每年推出改進(jìn)的前沿節(jié)點，從而以可預(yù)測的節(jié)奏為客戶提供技術(shù)改進(jìn)。

臺積電知道如何與擁有尖端節(jié)點的競爭對手以及專注于專業(yè)工藝技術(shù)的芯片制造商競爭，因此它并不認(rèn)為英特爾代工服務(wù)(IFS)是直接的威脅，特別是因為后者主要聚焦于尖端和先進(jìn)的節(jié)點。

金融分析師普遍認(rèn)同臺積電的樂觀態(tài)度，主要是因為預(yù)計該公司的N3和N5節(jié)點將不會有競爭對手提供類似的晶體管密度和晶圓產(chǎn)能。

華興證券分析師表示：“繼英特爾今年3月宣布的晶圓代工業(yè)務(wù)回歸后，臺積電愿意從2021年開始制定為期3年的1000億美元資本支出和研發(fā)投資計劃，這表明其有信心擴(kuò)大代工領(lǐng)導(dǎo)地位。我們認(rèn)為，隨著N3和N5的出現(xiàn)，臺積電的戰(zhàn)略價值也在上升：HPC和智能手機(jī)應(yīng)用的N5生產(chǎn)活動強(qiáng)勁，同時與N5和N7在類似階段相比，N3客戶的參與度更高。

來源：網(wǎng)易科技