台積電2奈米大單已落袋 三星5年內奪蘋果手機訂單斷念

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台積電、三星電子(Samsung Electronics)7奈米以下先進製程大戰愈演愈烈。在25日舉行的技術論壇上,台積電不僅首度釋出2奈米生產基地落腳新竹寶山,也再次確認3奈米將在2022年下半進入量產,且已與「客戶」密切合作下個節點規格與進度。據了解,此客戶就是蘋果(Apple)。

相較於競爭對手的先進製程量產承諾屢次跳票,以逾5成市佔穩坐晶圓代工龍頭的台積電,向來謹言慎行,公開釋出的消息均是經過再三確認,在技術論壇上再次揭露說明了現有7奈米、5奈米成績單,以及下世代3奈米、2奈米製程進度。

此次台積電終確定了新竹寶山將是2奈米研發重鎮,除有2021年完工的2奈米及以下製程研發中心外,生產基地也已取得土地,2大研發與生產基地預計將新增逾萬個工作機會,總投入金額至少超過新台幣6,000億元。

由台積電年初迄今逆勢上調資本支出與擴產動作,即可顯見台積電訂單滿手,而能令國際大廠爭相排隊下單的關鍵就是製程技術領先與專業代工,這也是三星近年頻遭外界質疑的2大痛點。

半導體業者表示,台積電7奈米產能供不應求,5奈米接單不停歇,除了既有客戶與訂單外,蘋果MacBook大單及來自超微(AMD)、NVIDIA等HPC相關訂單規模持續擴增亦是主因,因此台積電才會四度發布南科買廠擴產消息。

值得關注的是,7奈米以下世代,由於投資金額龐大,因此台積電採取與大客戶共同研發,同時也保證大單落袋且準確估量規模的模式。此次會中特別強調已與客戶密切合作3奈米下個節點規格與進度,也就是2奈米製程。

據了解,此客戶為蘋果,在3奈米未現身前,又提前包下2奈米首波產能。其餘台積電的大客戶中,華為近年因受中美貿易衝突影響,與台積電合作關係不再;高通(Qualcomm)雙邊投片,無法包下所有產能;而近年在台積電下單規模大增的超微,則並無雄厚銀彈及明確產品規劃。

此舉也顯見蘋果對於自家手機、MacBook等產品深具信心,使得三星至少5年內期望蘋果訂單回歸的念頭將徹底斷絕。

近期三星不斷釋出年底5奈米將量產,除自家Exynos 1000採用外,最大客戶就是高通,Snapdragon 875、Snapdragon X60確定導入5奈米製程。半導導體業者則認為,目前三星5奈米良率還是不明,盛傳高通已另找台積電救援,而下一代Snapdragon 885也轉回台積電。隨著先進製程投資更為巨大與技術、人才取得更難,三星若未能再有自家以外大落袋,晶圓代工事業不僅難在2030年前擊敗台積電,獲利能力提升都有問題。

台積電25日舉行技術論壇,由魏哲家、張曉強、劉信生、余振華與秦永沛等技術研發與業務主管一一說明台積電最新製程技術藍圖與展望。

魏哲家首先說明了半導體是日常生活的基本組成部分,且今年遭遇COVID-19(新冠肺炎)危機,也被運用在溫度感測器、自動駕駛送貨車輛,以及機器人等領域,龐大多元應用增加了市場對半導體產業最先進矽技術的需求,為此,台積電2020年的資本支出計劃提高了10億美元至160億~170億美元。

在先進製程進展方面,魏哲家表示,AI和5G大趨勢是關鍵推動力,台積電現已向客戶出貨了超過10億個7奈米晶片,用於最新的5G設備和基礎建設以及AI和HPC應用當中。此外,台積電亦是第一家將EUV技術用於7奈米世代商業化生產的晶圓代工廠。

台積電已於2020年第2季進入量產的5奈米(N5)正在提高量產能力,2021年再推出加強版N5P,而N4亦是5奈米製程家族的成員,將在2021年第4季開始試產,目標2022年量產。

備受關注的3奈米(N3)方面,魏哲家指出,N3定位將成為全世界最先進的製程技術,持續採用FinFET電晶體架構,其邏輯密度將可提高70%,效能提升15%,功耗則比N5降低30%,預計2021年試產,目標2022年下半量產。

另外,秦永沛也進一步說明指出,南科F18廠1~3期為5奈米生產基地,1、2期已量產,3期正在裝機,預估至2022年時5奈米產能將較2020年大增3倍,而Fab18廠4~6期為3奈米基地,現正興建中,同時南科還會興建特殊製程與先進封裝廠。值得一提的是,台積電先進製程加速推進,EUV機台總量佔全球比重已達5成。

秦永沛強調,台積電每年持續投資100億美元以上擴充產能,所提供的產能位居全球第一,並大幅超越第2名對手3倍以上。當中在特殊製程技術方面,2015年佔總產能約38%,2020年將再較2019年成長10%,約佔總產能比重54%。

而魏哲家也提及擴大特殊製程的計畫,N12e為台積電最先進且是第一種使用FinFET電晶體的超低功耗製程技術,可顯著提高速度、功耗和邏輯密度,也能支援超低漏電裝置和低至0.4V的超低Vdd設計,專攻AIoT、行動和其他邊緣應用的AI領域。