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明年量產 3 奈米制程晶片。與此同時,中端工藝晶片擴產也沒落下。

文 | 馬慧

編輯 | 龔方毅

臺積電的高階製程晶片走得比想象中更快。

當地媒體 3 日報道稱,臺積電的 3 奈米工廠已經開始進廠安裝裝置。臺積電不對此置評,維持明年下半年量產的口徑。

但在今年的一次固態電路會議中,臺積電董事長劉德音就透露,3 奈米制程晶片比預期超前,預計是今年下半年試產。

相比目前量產工藝最先進的 5 奈米制程,3 奈米制程的邏輯密度增加 70%、效能大幅提升。

提升的辦法是縮小電晶體,從而在更小的晶片中塞入更多電晶體。目前業內工藝命名慣例是數字越小、工藝越先進、加工出來的晶片效能越好。比如 7 奈米晶片容納 90 億個電晶體,5 奈米晶片的容量擴大一倍,有 150 億個。

除了 3 奈米研製進度加快,更先進的 2 奈米晶片的研發也有了新進展。

經歷了 4 次初審、長達 9 個月的拉鋸後,7 月 28 日,臺積電終於獲得 2 奈米晶片廠的建廠資格,走完最後一個流程後即可動工。

臺積電的 2 奈米工藝在 2020 年 7 月突破,一年裡,臺積電都在等待環保方面的審批,以期實現 2023 年試產、2024 年量產的計劃。

但環評委員不願輕易批准。他們對臺積電建廠提出 5 點改進措施,要求加強植樹、災害管理,制定空氣汙染物抵換方案、廢棄物利用方案和 2030 年 100% 再生水方案。

環保局對臺積電建廠的謹慎態度,並不意外。除了因為臺灣地區可用於生產的土地資源有限,還因為晶片製造大量消耗水資源。

越先進的製程,對水的需求和純淨度要求越高。這座 2 奈米工廠建成後,預計每天用水 9.8 萬噸,相當於臺積電 2020 年每日用水量的 50%。

在市場和政策的雙重支援,以及管理團隊繼續努力下,臺積電基本在相當長的一段時間內保持領先。

市場研究機構 Trend Force 資料顯示,2020 年全球晶圓代工市場近 54% 的份額屬於臺積電。

在 “研發實現先進工藝 —— 收穫高額訂單 —— 取得穩定現金流 —— 擴大資本開支以取得技術護城河” 的正反饋下,臺積電的對手越少。

從 7 奈米制程起,代工廠聯電和格芯均宣佈放棄深入研製,代工 7 奈米的製造廠商只剩下臺積電、三星和英特爾。

目前的全球高階工藝中,量產最成熟的 5 奈米制程,僅三星和臺積電能代工。但前者的晶片製成密度和良品率都弱於臺積電。

英特爾的進展也十分緩慢、還停留在 7 奈米制程。但它宣佈了激進的 2024 年達到 2 奈米制程的計劃,不惜為此放棄採用了數十年的 IDM 模式(設計、製造、封裝到測試全包),改接高通訂單,甚至與蘋果一起成為臺積電 3 奈米的早期使用者,來幫助自己研製 2 奈米晶片。

除了高階工藝方面的突破,臺積電也沒有落下對中端產品線的投入。在 2 奈米工廠獲批開建的當天,其也宣佈了將於南京擴產 28 奈米制程的訊息。

這一規格的晶片雖然技術沒那麼先進,但市場需求龐大,從智慧家居到車規級晶片,都是 28 奈米工藝發揮作用的地方。

受疫情影響,在臺式電腦、智慧家居需求激增的缺芯潮下,28 奈米產能的需求更為旺盛。不管是國內晶片製造龍頭中芯國際,還是全球前五的晶片製造商聯華電子,都宣佈提升 28 奈米制程的產量。

臺積電高管也在新一季財報會議中說,車用 MCU 晶片訂單將在未來的 2 至 3 年中,從 55 奈米、44 奈米制程,轉向 28 奈米。臺積電也將在下一季度同比增產 60%。



原文連結:https://inewsdb.com/數碼/臺積電高階晶片研發進度提速

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