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臺(tái)積電7nm再成焦點(diǎn)

2020-09-17
來(lái)源:半導(dǎo)體行業(yè)觀(guān)察
關(guān)鍵詞: 臺(tái)積電 7nm PS5

  本周,,關(guān)于索尼游戲機(jī)PS 5因?yàn)?a class="innerlink" href="http://forexkbc.com/tags/臺(tái)積電" target="_blank">臺(tái)積電產(chǎn)能問(wèn)題導(dǎo)致生產(chǎn)不順,,引發(fā)市場(chǎng)高度關(guān)注,,摩根大通特別對(duì)此發(fā)布分析,,認(rèn)為主要挑戰(zhàn)是臺(tái)積電7nm產(chǎn)線(xiàn)滿(mǎn)載導(dǎo)致PS 5難產(chǎn)。

  產(chǎn)能與良率的關(guān)系緊密,,相關(guān)報(bào)道稱(chēng)臺(tái)積電最新7nm制程良率較預(yù)期低10%-15%,對(duì)此,,摩根大通表示,,新產(chǎn)品難免有較低良率,這在正常范圍之內(nèi),。據(jù)摩根大通分析,,若臺(tái)積電碰到良率挑戰(zhàn),一般會(huì)增加產(chǎn)能來(lái)彌補(bǔ)影響,,但現(xiàn)在臺(tái)積電的7nm產(chǎn)能已經(jīng)滿(mǎn)載到年底,,很難給PS 5擠出更多空間。因此三,、四季度PS 5都短缺,,主要挑戰(zhàn)是臺(tái)積電沒(méi)有額外產(chǎn)能。

  實(shí)際上,,為AMD代工的PS 5芯片應(yīng)不會(huì)有太大問(wèn)題,。第三季度良率雖低于預(yù)期,,但第四季有望快速趕上。

  而這一消息,,使業(yè)界對(duì)臺(tái)積電的主要關(guān)注點(diǎn),,從5nm轉(zhuǎn)移到了7nm。

  7nm火爆出世

  2018上半年,,臺(tái)積電開(kāi)始試產(chǎn)7nm制程工藝,,并在第二季度正式量產(chǎn),第四季度達(dá)到最大產(chǎn)能,。主要產(chǎn)品包括FPGA,、AI、GPU和網(wǎng)通芯片,。

  2018年,,采用臺(tái)積電7nm制程工藝生產(chǎn)的芯片主要有蘋(píng)果A12處理器和華為麒麟980。在當(dāng)年的第四季度,,7nm芯片出貨量在臺(tái)積電該季度全部出貨量中的比重,,達(dá)到了23%,在那一季度,,其10nm占6%,,16nm和20nm共占21%,可見(jiàn),,剛出世,,臺(tái)積電的7nm產(chǎn)能就備受關(guān)注。

  后來(lái),,高通驍龍855,、華為麒麟990、AMD Zen 2這些SoC產(chǎn)品也都陸續(xù)采用了臺(tái)積電7nm制程,。臺(tái)積電宣稱(chēng)相比16nm制程,,7nm約有35-40%的速度提升,或降低了65%的功耗,。

  臺(tái)積電的7nm制程工藝分為第一代7nm工藝(N7),、第二代7nm工藝(N7P),以及7nm EUV(N7+),。其中N7和N7P使用的是DUV光刻,,但為了用DUV制作7nm工藝,它還使用了沉浸式光刻,、多重曝光等技術(shù),。而N7+則直接使用了EUV光刻,2017年,臺(tái)積電開(kāi)始使用EUV進(jìn)行7nm制程開(kāi)發(fā),,并于2019年開(kāi)始小規(guī)模量產(chǎn),,2020年大規(guī)模量產(chǎn),主要產(chǎn)品包括智能手機(jī)處理器,、HPC和汽車(chē)芯片,。

  N7制程方面,截至2019年底,,總計(jì)有超過(guò)100個(gè)客戶(hù)產(chǎn)品投片,,涵蓋相當(dāng)廣泛的應(yīng)用,包含移動(dòng)裝置,、游戲機(jī),、人工智能、中央處理器,、圖形處理器,,以及網(wǎng)絡(luò)連接裝置等。此外,,N7+版本于2019年量產(chǎn),,協(xié)助客戶(hù)產(chǎn)品大量進(jìn)入市場(chǎng)。

  以上這三種7nm工藝雖然在性能,、功耗等方面表現(xiàn)優(yōu)異,,但成本都十分高昂,起初,,只有像華為,、蘋(píng)果、AMD和高通這樣的大廠(chǎng)才會(huì)使用,。

  除少數(shù)大客戶(hù)外,,臺(tái)積電很多客戶(hù)從16nm制程直接跨越到了7nm,因?yàn)?0nm被認(rèn)為是一個(gè)過(guò)渡節(jié)點(diǎn),。

  此外,,該公司還推出了從7nm向5nm制程的過(guò)渡工藝6nm(N6),該制程的客戶(hù)除了以上4家之外,,還有博通和聯(lián)發(fā)科。

  N6技術(shù)的設(shè)計(jì)法則與N7技術(shù)兼容,,也可大幅縮短客戶(hù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期和上市時(shí)間,。N6技術(shù)于2020年第一季開(kāi)始試產(chǎn),預(yù)計(jì)于2020年底前量產(chǎn),。

  按照產(chǎn)品劃分,,智能手機(jī)芯片一直是臺(tái)積電先進(jìn)制程的主要營(yíng)收來(lái)源,最新數(shù)據(jù)顯示,其所占比重高達(dá)47%,,如下圖所示,,另外,高性能計(jì)算機(jī)芯片貢獻(xiàn)33%的營(yíng)收,,物聯(lián)網(wǎng)芯片,、汽車(chē)芯片分別占比8%、4%,,數(shù)字消費(fèi)電子產(chǎn)品芯片為5%,,其他則為3%。

  目前來(lái)看,,臺(tái)積電營(yíng)收主力為7nm制程,。不久前,該公司宣布截止到7月,,其7nm良品芯片(good die)累計(jì)出貨量已超過(guò)10億顆,。同時(shí),臺(tái)積電優(yōu)化7nm制程后推出的6nm已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)入生產(chǎn)階段,,并采用EUV技術(shù)取代部份浸潤(rùn)式光刻掩模,。蘋(píng)果、華為海思,、高通,、聯(lián)發(fā)科、AMD,、賽靈思,、英偉達(dá)、博通等均是臺(tái)積電7nm客戶(hù),。

  據(jù)悉,,目前大部分客戶(hù)已經(jīng)大幅追加第四季7nm訂單,使得臺(tái)積電7nm產(chǎn)能滿(mǎn)載,。

  在過(guò)去兩年里,,因客戶(hù)需求非常強(qiáng)烈,其產(chǎn)能得到快速提升,,預(yù)估2020年7nm產(chǎn)能將是2018年的3.5倍,。

  財(cái)報(bào)中的7nm演進(jìn)

  除了技術(shù)本身,以及客戶(hù)和產(chǎn)品外,,從臺(tái)積電近兩年的財(cái)報(bào)也可以看出其7nm制程的火爆程度,。

  臺(tái)積電2019年第三季度的財(cái)報(bào)顯示,當(dāng)季營(yíng)收環(huán)比增長(zhǎng)21.6%,,同比增長(zhǎng)了12.6%,,稅后凈利潤(rùn)同比增長(zhǎng)13.5%,環(huán)比暴漲51.4%。

  在那個(gè)季度里,,臺(tái)積電的先進(jìn)工藝產(chǎn)能爆發(fā),,蘋(píng)果、華為,、AMD等客戶(hù)都推出了新一代7nm芯片,,包括麒麟990系列、A13及銳龍3000,、RX 5700系列等,,所以,臺(tái)積電的7nm產(chǎn)能在那時(shí)就已經(jīng)供不應(yīng)求,,交期從2個(gè)月延長(zhǎng)到了6個(gè)月,。

  臺(tái)積電表示,7nm工藝在2019年第三季度貢獻(xiàn)的營(yíng)收占比達(dá)到了27%,,是第一大主力,,而16nm工藝貢獻(xiàn)的營(yíng)收達(dá)到了22%,10nm工藝減少到了2%,。

  臺(tái)積電2019年第四季度財(cái)報(bào)顯示,,當(dāng)季出貨量最大的是7nm工藝芯片,所占比例為35%,,超過(guò)了三分之一,。其他工藝的芯片中,16nm的出貨量占20%,,10nm僅為1%,。

  對(duì)比一下,此前的財(cái)報(bào)顯示,,2019年第三季度7nm芯片出貨量所占的比重為27%,,10nm為2%,16nm則為22%,。顯然,,在2019年第四季度,臺(tái)積電7nm芯片的出貨比重提升了8個(gè)百分點(diǎn),,而16nm和10nm的出貨量均有下滑,。

  不過(guò)需要指出的是,由于臺(tái)積電去年第四季度的營(yíng)收相比第三季度增長(zhǎng)了8.3%,,這意味著整體芯片的出貨量環(huán)比可能有一定的增加,,所以16nm和10nm出貨所占比重的下滑,并不一定意味著出貨量有下滑,。

  臺(tái)積電7nm工藝芯片在2019年第四季度的出貨量占比大幅提升至35%,主要與蘋(píng)果和華為這兩大客戶(hù)有關(guān)。蘋(píng)果在去年秋季推出了基于A13芯片的iPhone 11系列,,華為也推出了基于麒麟990/990 5G芯片的Mate 30系列手機(jī),。而這兩個(gè)系列的智能手機(jī)在去年第四季度開(kāi)始大量出貨,對(duì)處理器的需求也有大幅增漲,。而蘋(píng)果A13和麒麟990/990 5G芯片都是基于臺(tái)積電的7nm工藝制造,。

  2020年第二季度的財(cái)報(bào)顯示,與去年同期相比,,臺(tái)積電收入增長(zhǎng)了28.9%,,而凈收入和稀釋后的每股收益均增長(zhǎng)了81.0%。與2020年第一季度相比,,第二季度的收入結(jié)果基本持平,,凈收入增長(zhǎng)3.3%。

  其中,,7nm的出貨量占晶圓總收入的36%,,而16nm的出貨量占18%??梢钥吹?,在今年第二季度,7nm為臺(tái)積電帶來(lái)了最多的利潤(rùn),,其次便是16nm,,排第三的是28nm。

  前些天,,臺(tái)積電公布了2020年8月份的財(cái)報(bào),,營(yíng)收接近42億美元,再次創(chuàng)造歷史新高,。臺(tái)積電最先進(jìn)的5nm工藝在今年一季度投產(chǎn),,目前,已經(jīng)開(kāi)始為客戶(hù)代工相關(guān)的芯片,,搭載臺(tái)積電先進(jìn)工藝芯片的智能手機(jī)也將在年底前大規(guī)模出貨,。

  從近期臺(tái)積電的財(cái)報(bào)來(lái)看,7nm工藝才是其近兩個(gè)季度的主要營(yíng)收來(lái)源,,分別貢獻(xiàn)了營(yíng)收的35%和36%,。

  據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈消息人士透露,臺(tái)積電計(jì)劃將7nm制程工藝的月產(chǎn)能提升到13萬(wàn)片晶圓,,并努力在年底提升至14萬(wàn)片,。

  AMD貢獻(xiàn)搶眼

  在臺(tái)積電所有大客戶(hù)中,AMD對(duì)其營(yíng)收的貢獻(xiàn),,特別是7nm制程的貢獻(xiàn)增長(zhǎng)最為迅猛,。

  以AMD公司2020年第二季度財(cái)報(bào)為例,,數(shù)據(jù)非常亮眼,同時(shí),,該公司CEO Lisa Su(蘇媽?zhuān)┨岬?,目前臺(tái)積電的7nm產(chǎn)能非常吃緊。

  事實(shí)上,,近期從業(yè)內(nèi)傳來(lái)的各種消息已經(jīng)表明,,AMD開(kāi)始出現(xiàn)缺貨的跡象,而Ryzen 4000型APU的情況尤為明顯,。在被問(wèn)及AMD的產(chǎn)能與供應(yīng)情況時(shí),,蘇媽是這樣的回答的:“我們有一個(gè)強(qiáng)大的供應(yīng)鏈。我已經(jīng)在之前說(shuō)過(guò)了,,在此就再?gòu)?qiáng)調(diào)一遍,,7nm供應(yīng)非常緊張,我們?nèi)匀辉诰o密地和臺(tái)積電合作,,以確保我們能夠滿(mǎn)足客戶(hù)們的需求,。但產(chǎn)能非常緊,我想表達(dá)的是,,隨著我們繼續(xù)增加產(chǎn)能,,我們能夠看到的機(jī)會(huì)就越多?!?/p>

  從中我們可以看出,,AMD在旗下7nm芯片批量上市一年多后,仍然受到產(chǎn)能問(wèn)題的困擾,,即便蘋(píng)果這種超級(jí)大客戶(hù)的訂單已全面轉(zhuǎn)為5nm,,其騰出的7nm產(chǎn)能仍然無(wú)法滿(mǎn)足所有客戶(hù)。另外,,臺(tái)積電在上個(gè)季度的環(huán)比收入增長(zhǎng)只有0.8%,,這也從側(cè)面證明其產(chǎn)能已經(jīng)接近極限。

  為了在英特爾7nm芯片進(jìn)展延遲的情況下更快占領(lǐng)處理器市場(chǎng),,AMD將加大對(duì)臺(tái)積電N7/N7+制程下單量,,預(yù)計(jì)2021全年N7/N7+芯片的訂單增加到20萬(wàn)片,與今年相比約增加一倍,,有望明年成為臺(tái)積電7nm芯片的最大客戶(hù),。

  7nm客戶(hù)仍在擴(kuò)充

  雖然臺(tái)積電的5nm制程很受關(guān)注,且其產(chǎn)能也在快速爬升當(dāng)中,,但7nm產(chǎn)能的緊張狀況依然沒(méi)有緩解的跡象,,不但老客戶(hù)還在排隊(duì)加單,新客戶(hù)也在想辦法搶得一杯羹,,這其中的典型代表就是英特爾和特斯拉,。

  英特爾在2020年第二季度財(cái)報(bào)中提到,,該公司基于7nm的CPU相對(duì)于預(yù)期計(jì)劃大約滯后了6個(gè)月,這將最初計(jì)劃2021年底推出7nm芯片的時(shí)間節(jié)點(diǎn)延期到至少2022年,。

  最近,,關(guān)于英特爾已向臺(tái)積電下單代工7nm(或6nm)芯片的聲音不絕于耳,雖然近期該公司高管公開(kāi)表示,,外包代工的合作伙伴還沒(méi)有最終確定,仍在斟酌和考察當(dāng)中,,但就目前業(yè)界僅剩臺(tái)積電和三星這兩家具備7nm制程工藝量產(chǎn)能力的狀況來(lái)看,,英特爾的選擇余地很小,更何況臺(tái)積電的7nm要比三星的成熟,,且良率更好,。

  而據(jù)臺(tái)灣地區(qū)媒體報(bào)道,英特爾近期已與臺(tái)積電達(dá)成協(xié)議,,預(yù)訂了臺(tái)積電明年18萬(wàn)片6nm 芯片產(chǎn)能,,據(jù)估算,這批芯片外包代工業(yè)務(wù)或超過(guò)200億美元規(guī)模,,如果情況屬實(shí)的話(huà),,這將成為臺(tái)積電失去華為這一大客戶(hù)之后的一筆新增大單,在訂單方面并不發(fā)愁的臺(tái)積電,,后續(xù)壓力是如何滿(mǎn)足迅速擴(kuò)大的產(chǎn)能需求,。

  特斯拉方面,供應(yīng)鏈消息顯示,,該公司正在與博通合作研發(fā)新款HW 4.0自動(dòng)駕駛芯片,,而且2021年第四季度就將大規(guī)模量產(chǎn)。 據(jù)悉,,該芯片將采用臺(tái)積電7nm制程技術(shù)生產(chǎn),,而且是業(yè)內(nèi)首個(gè)采用臺(tái)積電SoW封裝技術(shù)的芯片。

  現(xiàn)有的特斯拉FSD芯片由三星代工,,制程為14nm,。而馬斯克想更進(jìn)一步,直接跳到 7nm制程,,這方面,,臺(tái)積電是理想的合作伙伴。

      

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