台积电称霸晶圆代工市场的两大武器
2020-09-01
14:01:15
来源: 半导体行业观察
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晶圆代工龙头台积电全球市占率约55%，市值排名全球第十大。根据高科技产业研究机构TrendForce 最新预估，2020 年第三季全球晶圆代工业者营收将成长14%，其中，台积电第三季营收年成长高达21%，这么大的量体却屡屡缴出令市场惊艳的成长性，相较之下，市占率排第二的三星电子年成长仅4%。
台积电如何甩开高喊「半导体愿景2030」穷追不舍的三星，并且能一边维持成长动能一边称霸产业，从8 月25 日台积电举办的2020 年度全球技术论坛就能找出一些蛛丝马迹与解答。
在甫举行的技术论坛中，台积电总裁魏哲家针对台积电7 纳米、5 纳米、3 纳米及2 纳米制程、封装技术发展及未来布局关键，进行专题演讲。
魏哲家从目前具备量产能力的7 纳米（N7）产品谈起。他透露，2018 年4 月开始量产的7 纳米制程芯片近期达出货10 亿颗里程碑，出货占今年第二季晶圆销售金额36%。
魏哲家还指出，N7 量产一年后，N7+ 强化版也正式量产，成为全球第一个进入商业量产的EUV 半导体制程。
根据TrendForce 预测，台积电第三季营收主力为7 纳米制程，受惠于5G 建设持续部署、高效能运算和远端办公教学的CPU、GPU 等强劲需求，产能维持满载。目前5 纳米制程已进入量产阶段，正计划努力扩产，强化版5 纳米制程则预计明年量产。
同时台积电也积极布局更先进的N4 与N3 制程。N4 是台积电5 纳米家族的最新成员，可进一步提升效能、功耗、密度以满足多样化产品需求，预计2021 年第4 季正式试产；N3 为3 纳米制程，计划2021 年试产， 2022 下半年量产。
魏哲家指出，N3 的定位是成为全世界最先进制程技术。技术业务开发资深副总经理张晓强补充，3 纳米制程虽延用FinFET（鳍式场效电晶体）技术，却采用全新节点技术，运算速度增加10%~15%、功耗降低25%~30% 、逻辑电晶体密度增加1.7 倍。
张晓强还透露，2 纳米也已投入研发，预计最快2024 年后现身。
在技术布局，积极追赶台积电的三星也并未慢下来，三星第2 季财报会议表示，5 纳米制程于2020 年第2 季开始量产，并预计下半年拓展用户，正式大量投产。显示双方在7 纳米以下制程的战局越来越激烈。
虽说20 纳米世代后，纳米制程定义出现分歧，变得有些像纸上数字游戏。不过，台积电推动制程的优势，确实是大家有目共睹。
值得一提的是，台积电冲刺先进制程的同时，也采取稳健路线，确保制程推进顺利。例如导入EUV 时，相比技术不成熟时就直接全面采用EUV 的三星，台积电在沿用FinFET 推出7 纳米产品的基础上，再推出EUV 进阶版，确保量产良率。又或者，考虑到7 纳米以下投资金额巨大，台积电也会采取和大客户共同研发的策略，并确保拿到订单后准确预估规模。
公布先进制程讯息方面，相比对手，台积电也显得更谨慎。张晓强表示，接下来台积电准备兴建新的研发中心。新建研发中心将容纳8 千名工程师及科学家生活工作，并拥有一条全世界最先进的研发产线，预计2021 年启用。
扩充产能方面，台积电也动作不断，近期砸逾新台币50 亿元向家登、力特与益通买下南科厂区。负责营运组织的资深副总经理秦永沛强调，台积电每年持续投资100 亿美元以上扩充产能，产能位居全球第一，并大幅超越三星3 倍以上。
然而，随着摩尔定律面临诸多瓶颈、先进制程逼近物理极限时，业界普遍认为，先进封装技术会成为晶圆代工领域的另一重要战场。
三家龙头均已提早布局先进封装技术，制程落后的三星更期望以封装技术为发力点，借助3D IC 封装技术X-Cube 挑战台积电。
据三星公布，X-Cube 技术将逻辑与SRAM 向上堆叠以减少芯片面积，再以直通矽穿孔（TSV）技术，提升系统整合芯片的资料处理速度，使之可搭载高容量记忆体解决方案，增加用户设计自由度同时改善功耗。三星已正式宣布，3D IC 封装技术X-Cube 将可用于7 / 5 纳米。
而在布局先进封装技术的部份，台积电也丝毫没有示弱。台积电认为，目前2D 半导体微缩已不符合未来的异质整合需求，3D 半导体微缩成为可满足未来系统效能、缩小面积、整合不同功能等解决方案。
魏哲家强调，台积电也将CoWoS、InFO-R、ChiponWafer、WaferonWafer 等先进3D 封装技术平台汇整，未来将统一命名为「TSMC3DFabric」。此平台将持续提供介面连结解决方案，以达成用户在整合逻辑芯片、高频宽记忆体及特殊制程芯片的需求。
台积电3D IC 封装技术，预计2021 年正式亮相。业界预计，三星争取主动先进封装进击，可能自2022 年开启。
过去，台积电凭着InFO 封装技术力，夺下苹果订单，这对三星而言是教训在先，对台积电则可谓是乘胜追击。
目前，台积电7 纳米产品供不应求，5 纳米接单不断，3 纳米首波产能由已释出MacBook 新单的苹果包下。
最新讯息显示，苹果也已提前包下2 纳米产品首波产能。
尽管在中美贸易冲突加剧下，市场传出担忧的声音。但目前看来，由于手上握有苹果、AMD、NVIDIA、联发科、高通等大公司订单，台积电并无订单锐减之虞。就连魏哲家也表示，相比以往，用户更积极导入先进制程。
三星方面，据媒体报导，目前已拿下高通、IBM 及思科、Google 订单。但也有业者透露，三星7 纳米EUV 制程接单寥寥，5 纳米制程也没有拿下高通以外大额订单，与台积电的接单状况形成对比。
凭着技术领先，台积电的抢单表现并不令人意外。不过比起竞争对手三星，台积电不得不提的优势一定是用户信任。
受限于基因，三星的劣势显而易见。一方面，三星自营智慧手机和CPU 业务，与苹果、高通等厂商有竞争关系；另一方面，半导体代工用户需向有竞争关系的三星提电源供应路设计图，难免有牴触心理。
这场刚过去的台积电技术论坛，魏哲家演讲最后强调，台积电33 年来与用户建立的信任关系，是台积电能持续发展的核心价值。台积电始终保持不与用户竞争、不推出自有产品的原则，投注所有资源确保各家客户的成功。
早在2017 年张忠谋就预测，台积电与三星的竞争或将演变为战争。
目前来看，尽管三星极力追赶，尝试夺取台积电宝座，但差距尚未缩小。而凭着先进制程和封装技术，加上抢单实力，台积电坐稳晶圆代工龙头同时，正全方位深挖护城河，确保维持与竞争对手的差距。
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