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?臺積電詳細介紹3nm技術(shù),,依然用FinFET

2020-08-25
來源:半導(dǎo)體行業(yè)觀察
關(guān)鍵詞: 臺積電 3nm 5nm

  據(jù)anandtech報道,,在臺積電的年度技術(shù)研討會上,,他們詳細介紹了其未來的3nm工藝節(jié)點的特性,,并以N5P和N4工藝節(jié)點的形式為5nm后續(xù)產(chǎn)品制定了路線圖,。

  從臺積電即將推出的N5工藝節(jié)點開始,,該節(jié)點代表了其第二代的深紫外線(DUV)和極紫外(EUV)工藝節(jié)點,,該節(jié)點位于很少使用的N7 +節(jié)點之后(例如,麒麟990 SoC使用的節(jié)點),。臺積電已經(jīng)開始量產(chǎn)了幾個月,,因為我們預(yù)計臺積電此時將向客戶出貨硅片,而今年的消費類產(chǎn)品也將出貨,。蘋果的下一代SoC可能是該節(jié)點的首批候選者,。

  臺積電(TSMC)詳細說明,N5目前的缺陷密度僅為N7的四分之一,,新節(jié)點的批量生產(chǎn)時其良品率要高于其先前的主要節(jié)點N7和N10,,預(yù)計缺陷密度應(yīng)該會繼續(xù)提高。

  報道表示,,這家全球領(lǐng)先的代工廠正在準(zhǔn)備推出一個基于當(dāng)前N5工藝的新N5P節(jié)點,,該節(jié)點以5%的速度增益和10%的功耗降低來擴展其性能和功率效率。

  除了N5P之外,,臺積電還引入了N4節(jié)點,,它代表了N5工藝的進一步發(fā)展,它采用了更多的EUV層來減少掩膜,,而芯片設(shè)計師所需的移植工作卻最少,。我們將從2021年第四季度看到N4的風(fēng)險試產(chǎn),到2022年晚些時候開始批量生產(chǎn),。

  今天最大的新聞是臺積電披露了他們超越N5工藝節(jié)點一代家族(3nm N3節(jié)點)的下一個重大飛躍,。我們聽說,臺積電去年以來一直在努力定義節(jié)點,,進展順利,。

  與三星利用GAA(全柵閘)晶體管結(jié)構(gòu)的3nm工藝節(jié)點相反,臺積電將堅持使用FinFET晶體管并依靠“創(chuàng)新功能”使它們實現(xiàn)N3承諾的全節(jié)點縮放帶來,。

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  與N5節(jié)點相比,,N3承諾在相同功率水平下將性能提高10-15%,或在相同晶體管速度下將功率降低25-30%,。此外,,TSMC承諾將邏輯區(qū)域密度提高1.7倍,這意味著我們將在N5和N3邏輯之間看到0.58倍的縮放比例,。這種激進的收縮并不能直接轉(zhuǎn)化為所有結(jié)構(gòu),,因為公開的SRAM密度僅得到20%的改善,,這意味著0.8倍的縮放系數(shù),而模擬結(jié)構(gòu)在1.1倍的密度下縮放甚至更差,。

  現(xiàn)代芯片設(shè)計非??ㄖ豐RAM,其經(jīng)驗法則比率為70/30 SRAM與邏輯比率,,因此在芯片級別,,預(yù)期的管芯收縮率將僅為?26%或更少,。

  N3計劃于2021年進入風(fēng)險生產(chǎn),,并于2H22進入批量生產(chǎn)。臺積電在N3上公開的工藝特性在功率和性能上與三星在3GAE上公開的工藝密切相關(guān),,但在密度方面則領(lǐng)先得多,。

  晶圓代工,臺積Q3市占沖54%

  根據(jù)市調(diào)機構(gòu)集邦科技旗下拓墣產(chǎn)業(yè)研究院最新調(diào)研結(jié)果顯示,,由于年底為歐美消費旺季,,加上中國十一長假及雙十一促銷活動,帶動目前下游客戶端拉貨動能旺盛,,使晶圓代工產(chǎn)能與需求連帶穩(wěn)定提升,,預(yù)估第三季全球晶圓代工業(yè)者營收將成長14%。

  其中,,臺積電以53.9%的市占穩(wěn)坐龍頭寶座,,亦是全球唯一在下半年可提供5納米量產(chǎn)的半導(dǎo)體廠。

  晶圓代工龍頭臺積電預(yù)估第三季營收年成長率達21%,,營收主力為7納米制程,,受惠于5G建設(shè)持續(xù)部署、高效能運算(HPC),、和遠距辦公教學(xué)的中央處理器(CPU)及繪圖處理器(GPU)等強勁需求,,產(chǎn)能維持滿載。而5納米制程在第三季開始計入營收,,在全年度臺積電5納米營收占比以8%為目標(biāo)的情況下,,預(yù)計第三季5納米營收占比將達16% 。

  臺積電預(yù)期第三季5G智慧型手機,、HPC等強勁需求將推升7納米及5納米產(chǎn)能利用率維持滿載,,推升新臺幣季度營收將介于3,304.0~3,392.5億元,與上季相較成長6.3~9.2%,,可望創(chuàng)下季度營收歷史新高,。

  臺積電亦預(yù)期今年美元營收將較去年成長逾20%并創(chuàng)歷史新高,這個預(yù)估已將新冠肺炎疫情及美國對華為新禁令等因素考量進去。

  臺積電下半年5納米進入量產(chǎn),,雖然替海思華為代工的5納米訂單在寬限期結(jié)束后無法再出貨,,但蘋果為iPhone 12打造的A14應(yīng)用處理器,,以及為新款Macbook打造的Arm架構(gòu)A14X應(yīng)用處理器,,均將在下半年采用臺積電5納米量產(chǎn)。由此來看,,臺積電將是下半年唯一能提供5納米量產(chǎn)的半導(dǎo)體廠,。

  在其它業(yè)者部分,三星晶圓代工今年雖然受到旗艦手機S20系列銷售下滑影響,,使其調(diào)整自家應(yīng)用處理器(AP)的晶圓代工業(yè)務(wù)量,,然客戶為止防芯片斷料的庫存儲備心態(tài),帶動其他晶圓代工業(yè)務(wù)成長,,推估第三季營收年成長約4%,。

  聯(lián)電因大尺寸面板驅(qū)動IC及電源管理IC需求上升,推估8吋晶圓產(chǎn)能吃緊狀況可能持續(xù)到2021年,,目前透過調(diào)漲部分代工價格的策略,,將有助于推升其第三季整體營收,與去年同期相較,,可望成長23%,。

  力積電晶圓代工業(yè)務(wù)持續(xù)擴展,面板驅(qū)動IC,、整合觸控功能面板驅(qū)動IC(TDDI),、CMOS影像感測器(CIS)、電源管理IC,、功率半導(dǎo)體等代工需求增加,,透過調(diào)升代工價格與提高產(chǎn)能利用率,其第三季營收年成長以26%為前十名之冠,。

  世界先進因新加坡廠加入營運,,帶動晶圓出貨增加,加上大尺寸面板驅(qū)動IC,、電源管理IC需求大幅成長,,在8吋產(chǎn)能滿載之下,預(yù)估第三季營收年成長可達21 %,。

  擴充產(chǎn)能,,臺積電今年買了四間工廠

  晶圓代工龍頭臺積電24日再度公告購買南科廠房,將以48.4億元新臺幣(下文的元也指代新臺幣)買下彩晶興建中的廠房與附屬設(shè)施,。這也是臺積電今年第四度購買南科一帶公司廠房,,先期陸續(xù)買下家登、力特、以及益通南科廠房,,累計已投入約100億元,。

  臺積電表示此次買廠房及土地目的與先前相同,主要是用于未來擴充產(chǎn)能所需,。

  臺積電向彩晶購買位于臺南市安定區(qū)安科段8地號,,以及善化區(qū)善科段57地號的興建中廠房及附屬設(shè)備,建物面積約89,847坪,。該廠原是彩晶6代廠預(yù)定地,,不過后來彩晶策略轉(zhuǎn)向,該廠未完成,,只有基本的維護并尋求出售,。對彩晶而言,初估扣除原始帳列成本及已提列減損后的處分利益約新臺幣14.4億元,,約可挹注每股盈余0.46元,。

  臺積電今年以來頻頻出手購買廠房,5月時向家登購買南科廠房,,投入6.6億元,。8月更是接連的買廠,12日宣布以36.5億元買下力特南科廠,,該廠建坪超過5.4萬坪,、占地逾2.2萬坪,廠房位置就在臺積電南科廠隔壁,,而臺積電先前就承租該廠部分用地,,今年直接由租轉(zhuǎn)買。

  臺積電8月20日再公告以8.6億元向益通買廠,,建物面積約1.3萬坪,。24日又再度公告以48.4億元購買彩晶南科廠房。為因應(yīng)擴產(chǎn)需求,,臺積電積極在南科買廠,,今年合計投入約100億元。但這相對于臺積電今年的資本支出來說,,是小巫見大巫,。

  在今年二季度的法說會上,臺積電財務(wù)長黃仁昭表示,,因應(yīng)客戶對先進制程的強勁需求,,臺積電也同步上調(diào)今年資本支出至160-170億元,較原先的金額增加約6%,;若與去年資本支出140-150億美元相較之下,,今年大幅成長約13-15%。

  臺積電5 納米將于下半年量產(chǎn),貢獻營收,,主要客戶平臺包括5G 手機,、高效能運算應(yīng)用,不過,,臺積電小幅下修今年5 納米營收貢獻,,由于設(shè)備裝機進度受疫情影響,營收占比將由前次法說預(yù)估的10%,、下調(diào)至8-10%,。

  至于3 納米方面,,目前進度順利,,維持先前預(yù)期,2021 年進入風(fēng)險性試產(chǎn),,目標(biāo)2022 年下半年量產(chǎn),。

  而根據(jù)規(guī)劃,臺積電南科Fab 18廠已完成第1期至第3期工程,,將用于5納米量產(chǎn),,第3期工程將在第四季進行裝機試廠,明年第一季進入量產(chǎn),。臺積電預(yù)計在Fab 18廠延伸興建第4期至第6期工程,,主要用于3納米產(chǎn)能建置,而臺積電3納米預(yù)期在2021年下半年開始試產(chǎn),,并于2022年上半年進入量產(chǎn)階段,。

  臺積電已展望2納米技術(shù)研發(fā),預(yù)期會持續(xù)采用極紫外光(EUV)微影技術(shù),。臺積電原本計劃在新竹寶山鄉(xiāng)建置2納米研發(fā)及量產(chǎn)晶圓廠,,但因土地取得及環(huán)評等仍需要一段時間才能完成。設(shè)備業(yè)者認為,,臺積電現(xiàn)階段在南科大舉購置的廠房及土地,,除了可以延續(xù)3納米后續(xù)擴產(chǎn)所需,也可為未來2納米晶圓廠建置用地預(yù)作準(zhǔn)備,。



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