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)速報消息,中國地震臺網(wǎng)正式測定:06月20日09時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年之前將會實現(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,首座全自動化3D Fabric晶圓廠預(yù)計于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)點最后一個技術(shù)平臺。預(yù)計在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
編者也注意到一個細(xì)節(jié),臺積電會在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,只求友商的“心里陰影”面積了,會否有更多驚喜?
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
實際上,AMD、英偉達(dá)、聯(lián)發(fā)科等芯片設(shè)計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)的動向變得更活躍。
實際上,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)計會生產(chǎn)28nm到22nm的成熟工藝,未來計劃會升級到12nm到16nm工藝,不排除還會進(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劃的40%以上,這應(yīng)該是各國補(bǔ)貼半導(dǎo)體建廠計劃中最舍得的了,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英寸晶圓展望報告》也能驗證,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)計將達(dá)到持續(xù)增長。
