臺積電分享了六大重點：2nm將在2025到來
2022年9月1日 10:09瀏覽：2124
來源：半導體行業觀察
臺積電2022臺灣技術論壇今天登場，由總裁魏哲家演講「新的世界、新的契機」揭開序幕。
魏哲家不僅分享半導體產業的3大改變，并說明臺積電先進制程的進展，以及與競爭對手的不同，強調臺積電沒有自己的產品，客戶不用擔心臺積電會搶你的設計，客戶成功以后臺積電才可能成功。以下是臺積電技術論壇的6大關鍵重點。
臺積電總裁魏哲家昨天表示，成熟與先進制程的半導體含量持續提升，單靠晶體管微縮已無法滿足產品要求，此外，過去追求全球化布局，如今為了安全戰略考量轉為區域化，也就是說，一個全球化有效率供應系統時代已經過去，成本會急速增加。
魏哲家表示，如果沒有科技進步，現在大家可能都還會待在家里發抖，因為不知道病毒對人類的侵害。他說，科技進步是大家共同創造出來。
第一個改變是單靠晶體管驅動技術效能提升已經不夠，還要3D IC對外溝通，要用堆疊的方式。
第二個改變是各項產品半導體含量一直在增加，魏哲家表示，包括先進制程及成熟制程需求都在增加，技術也都在進步，都一樣重要。
他舉例，先前福特的人聊天就問他們我們這幾年提供大量產能給你們，但你們都說不夠用，還要更多，這是用到哪里？他們就說這是因為每年硅含量增加15%、還有F1 系列也賣得不錯。
他也指出，以前我們認為先進制程投資多，但現在成熟制程也需要更多投資因為在CMOS、RF等技術不斷進步。
魏哲家也幽默指出，「因客戶需要我們需要蓋新的FAB。但大家知道蓋一個廠要多少錢嗎？如果有人要蓋請要跟我們說。」
第三個改變，供應鏈是個重要因素，魏哲家說，這牽涉到地緣政治。他表示，以前講全球化，為了安全，現在講區域化，美國、日本、歐洲及中國大陸各國政府都歡迎廠商前往當地設廠，一個全球化有效率供應系統時代已經過去，所有成本會急速增加，將與客戶緊密合作降低風險。
魏哲家舉例，首次聽到車用供應鏈出差錯，也是他們沒準備好應關注在座個位設計的東西，直到發生問題。他也幽默說，「我不能把機密泄漏出去，但大家知道買一個EUV多少錢嗎？但他們只缺10元的芯片。」
魏哲家也提到，地緣政治議題包含過去全球化轉變成在地，這樣將使成本上升，目前每個國家政府都說希望工廠到他們那邊包含美國日本歐盟、大陸等但「沒包含中國臺灣」。語畢引發現場笑聲陣陣，但魏哲家也幽默說，「別聽太仔細」。外界則解讀，臺積當前產能已多數集中中國臺灣且仍在持續擴充，先進制程研發生產也都在中國臺灣。
晶圓代工龍頭廠臺積電總裁魏哲家昨日在臺積電年度技術論壇中表示，臺積電本身擁有龐大IC設計團隊，但最大特色就是不會生產自己的產品，也不會和客戶競爭。他強調，臺積電的成功一定是客戶要先成功，他話峰一轉說：「試問除了臺積電外，還有哪家晶圓代工廠敢說不和客戶競爭。」暗嗆競爭對手有自己的產品，還要接代工單，客戶下單會安心嗎？
至于稍早競爭對手三星搶下6月底宣布成功以環繞閘極（GAA）率先量產3納米產品，魏哲家也強調自家才是真正全球領先。他說，3納米技術確實很困難，但臺積電成功克服了，而且很快就會量產（供應鏈透露9月正式產出），且客戶采用相當踴躍，初期的產能甚至出現不足。
在聯發科副總經理徐敬全以客戶分享采用臺積電4納米制程量產旗艦手機天璣9000時，簡報中有關芯片效能打出只有2%，魏哲家自我調侃說：「看到這個數字我差點從
椅子跌倒！我想應該是20%，少打一個0，但隨后他也不忘展現他優越的業務能力，向徐敬全勸進「請用3納米」，效能會更好。
魏哲家說，目前臺積電擁有2,000名芯片設計人員，足以自行設計芯片。但是，臺積電承諾絕對不會生產自己的芯片，而且與每一個客戶的合作都是獨一無二的，絕對不會與客戶競爭，「客戶能成功之后，臺積電才會成功，不會有同時成功這樣的情況，這部分競爭對手就不敢保證」。
「我不相信我的競爭者可以講出這種話，講白一點，對我們競爭者來說，你們成不成功，他們還是可以得到自己的產品，」他笑說。
臺積電5納米量產進入第3年，累計生產200萬片，沒有一家公司比臺積電多。甚至沒有一家公司有超過臺積電一半的量，且每年技術都在進步，現在5納米家族成員還包括4納米、N4P納米、N4X納米。
此外，3納米即將量產，將是最好技術，對手的3納米比臺積電的4納米還有些差距；臺積電升級版3納米（N3E）將在2023年下半年量產。至于有謠言傳出臺積電3納米制程的N3將取消，直接轉進N3E，魏哲家昨日公開談話粉碎外界謠言，顯示臺積電3納米家族量產仍按照計劃在今年下半年進行。
魏哲家演講時強調，臺積電3納米即將量產，且思考良久維持鰭式場效晶體管（FinFET）架構，「制程技術不只好看、好聽還要實用」。他雖然并未點名競爭對手，外界解讀相關談話是暗諷先前大肆宣傳3納米邁入量產的三星。
臺積電業務開發資深副總張曉強指出，臺積電今年量產3納米N3按照計劃，明年下半年并計劃量產N3E，至于后年已規劃N3P等，都是配合市場需求綜合考量，且在3納米推出的創新「TSMC FINFLEX」架構，能讓客戶有更多元的選擇搭配。
臺積電2納米采用納米片架構，規劃將于2025年量產。相較N3E，在相同功率下，速度提升10%至15%；在相同速度下，功耗降低25%至30%。
魏哲家保證，臺積電2納米制程2025年量產，「會是最領先且最好的技術」。
特殊技術廣泛應用于射頻、微控制器（MCU）、影像感測器、電源管理芯片及顯示器等領域。近年來，臺積電特殊制程投資大約以年復合成長率44%增長，2021年至2022年12吋特殊制程產能將增加12%。
近幾年臺積電持續成為資本支出龍頭，但多數圍繞先進制程，成熟和特殊節點擴產計劃相對少。但臺積電并沒有放棄這部分，臺積電技術研討會概述，正為成熟和專業節點投資四項計劃：
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日本九州熊本Fab 23 第一期建設，使用臺積電N12、N16、N22 和N28 節點生產芯片，屆時每月有高達45,000 片12 吋晶圓的生產能力。
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中國南京Fab 16 第1B 期，臺積電當地生產N28 節點制程芯片。不過有傳言表示，新階段產能將采用更先進節點生產芯片。
預計三年內讓成熟及特殊節點產能提高50%，對臺積電來說是重大轉變，并提高臺積電競爭優勢。成熟與特殊節點制程擴產同時，也積極發展通用IP 機制，為允許某些公司重新使用以前為運算或RF 射頻開發的IP。
通用IP 機制優點有臺積電N6RF 制程，允許芯片設計人員將高性能邏輯芯片與RF 射頻結合，構建基頻芯片等產品或其他更特殊的解決方案。許多客戶都熟悉臺積電N6 節點制程情況下，更有機會將RF 功能整合到其他高性能產品，格羅方德也有類似做法。
最后，憑著成熟和特殊節點通用IP 平臺機制，將增加50% 產能，臺積電幾年內為全球提供更多智能裝置芯片，還將顯著增加成熟和特殊節點營收，以及給競爭對手壓力。
2022年先進封裝產能將比2018年大3倍。2022年開始SoIC芯片堆疊制造，計劃2026年將產能擴大到20倍以上。
竹南擁有第一座3D Fabric全自動化工廠，將先進測試及SoIC和InFO/CoWoS運作整合在一起，2022年下半年開始進行SoIC生產，2023年開始3D Fabric全面運作。
臺積電宣布，先進封裝技術平臺TSMC-3DFabric三維（3D）硅晶堆疊解決方案兩項突破性創新。
首先是完成全球首顆以各應用系統整合芯片堆疊(TSMC-SoICTM)為基礎的中央處理器。采用芯片堆疊于晶圓之上(Chip-on- Wafer, CoW)技術，來堆疊三級快取靜態隨機存取記憶體。
其次是采用晶圓堆疊于晶圓之上(Wafer-on-Wafer, WoW)技術堆疊于深溝槽電容芯片之上。
臺積電并宣布采用CoW及WoW先進封裝支援7納米芯片已經量產， 支援5納米（N5）的先進封裝技術支援預計于2023 年完成。
至于臺積電為了滿足客戶對于系統整合芯片及其他臺積電3D Fabric 系統整合服務的需求，在竹南打造全球首座全自動化3D Fabric先進封裝廠，預計今年下半年開始生產。
臺積電南科晶圓18廠5期至9期為3納米制造基地；目前正在籌備新竹晶圓20廠，未來將是2納米生產基地。高雄晶圓22廠預計今年下半年動工興建，2024年量產7納米及28納米。
海外廠區方面，臺積電美國亞利桑那州廠2024年量產5納米；中國南京廠28納米新廠今年第4季量產；日本熊本廠2024年量產12/16納米和28納米家族技術。
臺積電晶圓廠營運副總經理王英郎表示，為滿足市場需求，臺積電興建晶圓廠的速度已經由2017年~2019年的每年兩座，提升到2020年~2022年的每年6座。使得臺積電在先進制程的7、5、3納米產能，自2018年起到2022年為止以復合成長率70%的幅度增加。其中，5納米產能將是兩年前的4倍規模。而且，同步擴充特殊制程產能，2021年至2022年12吋特殊制程產能將增加14%。如此，臺積電將能成為大家最信賴的技術產能提供者。
王英郎在2022年臺積電技術論壇臺北場的會議中表示，臺積電持續透過智能化制造的創新，提高生產力和最大化產出。「做為一家公司，臺積電致力于在適當的時間提供適當的產能，這是我們以客戶為中心的基礎。」而在此基礎上，過去三年，臺積電的資本支出增加了超過一倍，也就是從2019年低于150億美元，增加至2021年的300億美元，再到2022年的大約400億美元，為先進制程、成熟制程和3DFabric建置產能。
王英郎還強調，臺積電在快速擴充產能方面擁有優異的紀錄，盡最大的努力來支持客戶的業務成長。而為了提高供應鏈的韌性，臺積電持續擴大在美國亞利桑那州、日本熊本、中國南京和中國臺灣的全球布局。其中，在美國亞利桑那州的晶圓廠正在興建當中，預計于2024年量產5納米制程。臺南晶圓18廠5~9期目前興建中，未來將是3納米的生產基地。另外，臺積電正在籌備新竹晶圓20廠，未來將是2納米的生產基地，同時也計劃在高雄興建晶圓22廠，擴展7納米和28納米產能。
至于在日本，臺積電正在熊本擴廠，以提供12/16納米和28納米家族技術的晶圓制造服務，來滿足全球市場對特殊制程的強勁需求。該晶圓廠的建設正在進行中，預計于2024年開始量產。而透過以上的產能擴展，臺積電預計還將于2025年增加特殊制程產能近50%。
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