晶圆代工龙头台积电在 2 日的 2021 技术论坛上,提到了在设计解决方案和实现,以及卓越制造这两方面。其中,在设计解决方案和实现中提到了台积电创新制程的价值,并公布N7、N5、N3 等先进节点制程上其所生产出来的产品所能带来的效益提升。至于,在卓越制造方面,台积电指出,在 N7 产能相较于 3 年前将成长 4 倍。而到 2023 年之际,台积电的 N5 和 N4 产量也将比前一年增长 4 倍以上。
台积电指出,多年来台积电致力于提供卓越的前端和后端制造服务,即使在这个前所未有的时期,也能够协助客户释放创新的能量。就以台积电 N7、N5、N3 等 3 个全节点先进制程的逻辑密度增长来说,N5 就比 N7 要高出 1.8 倍,而 N3 又会比 N5 要高出 1.7 倍。另外,在 N6 及 N4 的半节点先进制程逻辑密度成长上,N6 就比 N7 要成长 18%,而 N4 就比 N5 要成长 8%。可以看出台积电在各先进制程逻辑密度上的持续成长,也为客户的产品持续带来校效能提升。
另外,台积电还针对这 3 个节点先进制程效益做出比较。其中在支援智慧智能手机方面,以 Arm A72 核心来做为比较标准的情况下,N5 就比 N7 在成长了 1.8 倍的逻辑密度,提升了 15% 的运算效能,而且降低了 20% 的运算功耗。至于,在 N3 方面,较 N5 则是提高了 1,7 倍的逻辑密度,提升了 9% 的运算速度,另外也功耗降低了 28%。
至于,在针高效能运算的支援方面,台积电以 Arm A78 核心做为比较标准下,在相同的功耗中,N5 较 N7 增加了15% 的运算速度。或者在相同的运算速度下,降低了34% 的功耗。而在 N3 方面,则是在相同的功耗下,较 N5 提升了12% 的运算速度。或者在相同的运算速度下,降低了 32% 的功耗。此外,还借由 N5 量产的经验,台积电得以将 N4 芯片尺寸缩小 6%,同时保持与 N5 的相容性。而 N3 的基础硅智财已准备就绪,可开始设计流程。
在谈完了台积电的设计解决方案和实现之后,就卓越制造的方面,台积电也指出,当前正进入一个较高成长的区间,因为 5G 和高效能运算的大趋势可望在未来几年内推动对半导体技术的强劲需求。此外,疫情也加速了各个领域的数字化。因此,台积电计划在未来 3 年内投资 1,000 亿美元,包括 2021 年 3 百亿元的资本支出,以增加产能并支援先进半导体技术的制造及研发。
而在新产能提升及新晶圆厂现况上,台积电承诺投资产能,以支援全球客户的需求。其中包括迅速提升了 N7、N7+ 和 N6 产能,使得 N7 产能相较于 3 年前将成长 4 倍。2023 年,我们的 N5 和 N4 产量将比前一年增长 4 倍以上。整体而言,自 2018 到 2021 年,台积电的先进制程技术产能增加了 30% 以上。这也使得 2020 年台积电约占全球 EUV 技术产能的一半,占全球累计晶圆数量的 65%,而且预估 2021 年的 EUV 光罩护膜产能将是 2019 年的 20 倍。
另外,在特殊制程技术制造产能预计较去年同期增长 12%。其中,位于南科的晶圆十八厂,其 N5 制程已于前三期厂房量产,第四期正在施工中。生产 N3 的厂房正在准备中,未来的特殊技术制程厂房也正准备中。而在竹科厂区,台积电也计划提高 3 奈米和 2 奈米的开发和生产效率,当中的晶圆十二厂第 8 期将于 2021 年完成。此外,台积电也计划建造一座生产 2 奈米制程的新晶圆厂,目前正在进行土地取得程序。
而在先进封装与测试营运的方面,台积电表示,在过去 3 年中,CoWoS 的产量成长 25%。而目前正扩大在竹南厂区的凸块制程、测试和后端 3D 先进封装服务的产能。该厂区目前正在施工中,预计将于 2022 年下半年开始进行 TSMC-SoIC 的生产。
(首图来源:视讯截图)