硅島”地震！“造芯”內(nèi)外兼修，3nm、2nm穩(wěn)了？

昨天，據(jù)中國地震臺網(wǎng)速報(bào)消息，中國地震臺網(wǎng)正式測定：06月20日09時(shí)05分在中國臺灣花蓮縣（北緯23.66度，東經(jīng)121.52度）發(fā)生 5.9級地震，震源深度10千米。

 

來源：中國地震臺網(wǎng)

另外，今天早間消息，為了生產(chǎn)3納米芯片，臺積電準(zhǔn)備在中國臺灣省臺南地區(qū)再建4座工廠。臺積電上周五還表示，2025年之前將會(huì)實(shí)現(xiàn)2納米芯片批量生產(chǎn)。

 

本土依然為重心，3nm、2nm穩(wěn)了？

為此，編者了解到，目前，臺積電在全球共有13座晶圓代工廠。其中，10家工廠位于中國臺灣地區(qū)，2家分別在上海和南京，分別制造8寸和12寸晶圓；1家在美國Fab11，制造8寸晶圓。而臺積電7nm、5nm先進(jìn)工藝芯片主要在臺南Fab18廠進(jìn)行生產(chǎn)。

據(jù)悉，上述每痤工廠的造價(jià)約為100億美元，它屬于臺積電1200億美元投資的一部分，而4座工廠都會(huì)生產(chǎn)3納米芯片。

顯然，全球出現(xiàn)芯片短缺，臺積電擴(kuò)產(chǎn)也是順應(yīng)市場要求。按照臺積電的計(jì)劃，它至少要在中國臺灣省建20座圓晶廠，有些正在建設(shè)，有些已經(jīng)完成。

 

隨著臺積電臺灣本土的先進(jìn)制程產(chǎn)能布局不斷加大，現(xiàn)階段臺灣的環(huán)境安全，對供應(yīng)鏈顯得尤為重要。

最新消息顯示，新竹科學(xué)園區(qū)工作人員表示，新竹縣市地區(qū)最大震度2級，區(qū)內(nèi)廠商都已做好防范，生產(chǎn)營運(yùn)不致受到影響。臺積電表示，包括竹科、中科及南科廠區(qū)都不受地震影響。聯(lián)電也指出，竹科與南科廠區(qū)生產(chǎn)營運(yùn)不受影響。

編者也認(rèn)為，鑒于臺灣在人才、地理便利和工業(yè)飛地方面具有優(yōu)勢，包括地緣政治上的某些考慮，臺灣晶圓代工企業(yè)仍傾向于將研發(fā)和生產(chǎn)擴(kuò)張的重心放在臺灣本地，包括臺積電最先進(jìn)的N3和N2節(jié)點(diǎn)的生產(chǎn)。

而在日前舉行的臺積電北美技術(shù)論壇上，臺積電（TSMC）正式公布未來先進(jìn)制程路線圖，也最新透露了不少技術(shù)進(jìn)展的相關(guān)細(xì)節(jié)。

當(dāng)中最關(guān)鍵的是，臺積電3nm（N3）工藝將于2022年內(nèi)量產(chǎn)，而臺積電首度推出采用納米片晶體管（GAAFET）架構(gòu)的2nm（N2）制程工藝，將于2025年量產(chǎn)。

來源：臺積電

另一方面，臺積電搭載CoW及WoW技術(shù)的7nm芯片，目前已經(jīng)量產(chǎn)，5nm技術(shù)預(yù)計(jì)于2023年完成。為滿足客戶對于系統(tǒng)整合芯片及其他3DFabric系統(tǒng)整合服務(wù)需求，首座全自動(dòng)化3D Fabric晶圓廠預(yù)計(jì)于2022年下半年開始生產(chǎn)。

不難發(fā)現(xiàn)，隨著臺積電2nm轉(zhuǎn)向基于納米片的GAAFET架構(gòu)，3nm系列將成為臺積電FinFET節(jié)點(diǎn)最后一個(gè)技術(shù)平臺。預(yù)計(jì)在2025年量產(chǎn)2nm芯片后，臺積電仍將繼續(xù)生產(chǎn)3nm半導(dǎo)體產(chǎn)品。

來源：臺積電

編者也注意到一個(gè)細(xì)節(jié)，臺積電會(huì)在2024年擁有光刻機(jī)巨頭ASML最先進(jìn)、最新的高數(shù)值孔徑極紫外光（high-NA EUV）曝光機(jī)微影設(shè)備，即第二代EUV光刻機(jī)。屆時(shí)，只求友商的“心里陰影”面積了，會(huì)否有更多驚喜？

 

海外布局、成熟制程有條不紊

從宏觀上來看，查閱IC Insights的數(shù)據(jù)顯示，自2020年以來，全球晶圓市場每年增長20%，其規(guī)模預(yù)計(jì)將從2020年的874億美元、2021年的101億美元繼續(xù)擴(kuò)大到2022年的1321億美元。

而又根據(jù)市場調(diào)研機(jī)構(gòu)DIGITIMES Research此前的預(yù)測數(shù)據(jù)，僅是臺積電一家，便拿下接近60%的2021年全球晶圓代工市場。

來源：DIGITIMES Research

實(shí)際上，AMD、英偉達(dá)、聯(lián)發(fā)科等芯片設(shè)計(jì)公司或均在與臺積電就2023年或2024年開始的N3產(chǎn)能分配進(jìn)行談判。

臺灣本土之外，從臺積電海外布局的最新進(jìn)展來看，索尼半導(dǎo)體子公司索尼半導(dǎo)體解決方案（索尼半導(dǎo)體）社長清水照士17日受訪時(shí)表示，在半導(dǎo)體短缺長期化的情況下，臺積電（TSMC）在熊本縣建設(shè)工廠使其對采購渠道擴(kuò)大“增添了信心”。

不難發(fā)現(xiàn)，索尼半導(dǎo)體的主力產(chǎn)品是把自家圖像傳感器與外購半導(dǎo)體組合成的零部件，供給智能手機(jī)和汽車。顯然，增加銷量需要考慮半導(dǎo)體的采購問題，需計(jì)劃通過穩(wěn)定的采購來提高收益。

當(dāng)然，此舉對培養(yǎng)半導(dǎo)體專業(yè)人才也有正面影響。近年來，日本國內(nèi)半導(dǎo)體業(yè)務(wù)處在低迷的狀態(tài)，大學(xué)研究規(guī)模縮小，進(jìn)而導(dǎo)致人才短缺。日本方面正能以與臺積電的合作為契機(jī)，而讓人才培養(yǎng)的動(dòng)向變得更活躍。

實(shí)際上，日本官方正式確認(rèn)，已經(jīng)批準(zhǔn)了臺積電在日本九州熊本縣的晶圓廠計(jì)劃，并提供最高4760億日元（約合240億人民幣）的補(bǔ)貼。

據(jù)悉，臺積電在日本的芯片廠耗資約為86億美元，2024年t12月投產(chǎn)，預(yù)計(jì)會(huì)生產(chǎn)28nm到22nm的成熟工藝，未來計(jì)劃會(huì)升級到12nm到16nm工藝，不排除還會(huì)進(jìn)一步升級的可能。

編者也感覺，日本官方的補(bǔ)貼占了臺積電總投資計(jì)劃的40%以上，這應(yīng)該是各國補(bǔ)貼半導(dǎo)體建廠計(jì)劃中最舍得的了，為何如此慷慨？背后應(yīng)該有很多不為人知的秘密，而當(dāng)?shù)卣康幕蛟S也并不單純。

 當(dāng)然，臺積電還在美國亞利桑那投資建廠，預(yù)計(jì)2023年3月完工；另外臺積電還與新加坡經(jīng)濟(jì)發(fā)展委員會(huì)洽談合作建廠事宜。因先進(jìn)工藝及特殊工藝優(yōu)勢明顯，臺灣晶圓代工廠們正在全球范圍內(nèi)擴(kuò)產(chǎn)。

不過，相對于先進(jìn)制程，成熟制程也大同小異。預(yù)計(jì)晶圓制造商未來5年將增加25條新的8英寸晶圓生產(chǎn)線，以滿足各種半導(dǎo)體元件相關(guān)應(yīng)用需求。

從SEMI日前發(fā)布的《全球8英寸晶圓展望報(bào)告》也能驗(yàn)證，自2020年初到2024年底，全球8英寸晶圓廠產(chǎn)能有望大漲21%至120萬片，達(dá)每月690萬片的歷史新高。而今年代工廠將占全球晶圓廠產(chǎn)能50%以上。

來源：SEMI

從地域來看，中國大陸將在全球8英寸晶圓產(chǎn)能領(lǐng)先，2022年占比將達(dá)到21%，日本將占16%，中國臺灣、歐洲及中東地區(qū)各占15%。

不過，臺灣8英寸晶圓廠產(chǎn)能擴(kuò)充最積極的是世界先進(jìn)，聯(lián)電預(yù)計(jì)今年總產(chǎn)能增加6%，臺積電則主要將資本支出用在先進(jìn)制程的投資。

總而言之，在芯片短缺趨勢持續(xù)的背景下，晶圓產(chǎn)能持續(xù)吃緊，以臺積電為首的臺灣晶圓代工廠們正在芯片制造領(lǐng)域有條不紊推進(jìn)全球擴(kuò)張，其業(yè)務(wù)預(yù)計(jì)將達(dá)到持續(xù)增長。