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臺積電巨額投資,,為的竟然不是3nm,?

2021-03-04
來源:半導(dǎo)體行業(yè)觀察
關(guān)鍵詞: 臺積電 3nm

  今年早些時候,臺積電宣布了280億美元的巨額投資,許多行業(yè)觀察家將這一增長歸因于為準(zhǔn)備為英特爾和其他大客戶生產(chǎn)CPU的3納米產(chǎn)能。然而根據(jù)分析師的預(yù)測,,情況并非如此 。

  據(jù)分析師在本周早些時候的預(yù)測,,目前,,臺積電的N5產(chǎn)能約為每月55,000?60,000晶圓啟動(WSPM)。鑒于臺積電無法再為華為的海思半導(dǎo)體提供服務(wù),,該晶圓代工廠的主要和最大的N5客戶是蘋果公司,,該公司利用這項技術(shù)為其最新產(chǎn)品生產(chǎn)了A14 Bionic和M1片上系統(tǒng)。蘋果是臺積電的主要客戶之一,,可以盡早使用最新的工藝技術(shù),,并且是率先采用最新節(jié)點的公司之一,。

  預(yù)計今年晚些時候,,臺積電的其他客戶(例如AMD和高通)將開始使用制造商的N5制造工藝,屆時對該技術(shù)的需求將大大增加,。分析師表示,,為了滿足2021年及其后幾年對N5節(jié)點的需求,,臺積電將把其資本支出的絕大部分用于擴(kuò)大N5容量。

  分析師認(rèn)為,,臺積電未來的N5容量將是當(dāng)前的兩倍,,即達(dá)到110,000?120,000 WSPM,這實質(zhì)上意味著臺積電將在一年后擁有專門用于N5系列的GigaFab,,其中包括N5,,N5P,和N4技術(shù),。所有這些過程在設(shè)計規(guī)則,,IP和SPICE級別上都是兼容的,這也是它們將在未來幾年中使用的技術(shù),。

  臺積電的另一個長節(jié)點將是其N3(3 nm)技術(shù),。與N5相比,N3工藝有望提供高達(dá)15%的性能提升(在相同的功率和晶體管數(shù)下),,或高達(dá)30%的功耗降低(在相同的速度和晶體管數(shù)下),,以及多達(dá)20%的性能提升。SRAM密度提高了%,,邏輯密度提高了70%,。臺積電預(yù)計N3將于今年晚些時候進(jìn)入風(fēng)險生產(chǎn),而批量生產(chǎn)預(yù)計在2022年下半年進(jìn)行,。

  請記住,,再過一年將不再需要N3進(jìn)行批量生產(chǎn)(HVM),對于臺積電來說,,在2021年日歷上花大量的時間在N5上而不是在2022年為N3做準(zhǔn)備是合乎邏輯的,。預(yù)計該公司今年仍將建設(shè)一條試驗性的N3生產(chǎn)線,產(chǎn)能約為10,000?15,000 WSPM,。

  N3和N5節(jié)點都廣泛依賴于極紫外(EUV)光刻,。為了擴(kuò)大N5的容量并裝備N3晶圓廠,TSMC將需要采購并交付ASML的Twinscan NXE光刻機(jī),。EUV工具需要大約六個月的時間進(jìn)行校準(zhǔn),,因此臺積電的擴(kuò)展計劃必須非常精確,以確保在需要時準(zhǔn)確準(zhǔn)備好設(shè)備,。

  如今,,臺積電(很大程度上在半導(dǎo)體行業(yè))的主要不確定因素是英特爾的外包計劃。到目前為止,,該公司已經(jīng)披露了將某些GPU和SoC外包給臺積電(TSMC)的計劃,,并且相信這些芯片將使用臺積電(TSMC)的N5或N7節(jié)點制造。然而,,目前尚不清楚這家芯片巨頭是否打算將其主流和高性能CPU的生產(chǎn)外包給臺積電,。

  從晶體管密度的角度來看,,英特爾的10nm SuperFin制造工藝(約100 MT / mm?)可與臺積電的N7 +技術(shù)(約115 MT / mm?)相提并論,但英特爾自己的技術(shù)可能仍然更適合該公司,。已為此節(jié)點量身定制了CPU,。同時,臺積電的N5在晶體管密度(,?170 MT / mm?)方面具有顯著優(yōu)勢,,這點尤其是在GPU方面是不容忽視的。當(dāng)英特爾在2023年有時準(zhǔn)備好采用其7納米技術(shù)(預(yù)計將使現(xiàn)有晶體管密度增加一倍)時,,它仍將落后于臺積電的N3,,這意味著英特爾將其中的一部分外包出去是有意義的。該公司向臺積電(TSMC)出售的產(chǎn)品,,正是幾周前新任首席執(zhí)行官帕特里克·基辛格(Patrick Gelsinger)所說的,。

  “出于工程資源/資本支出分配的利益,我們認(rèn)為英特爾不太可能在同一制程中同時進(jìn)行內(nèi)部和外部混合晶圓生產(chǎn),;因此,,我們期望任何外包決策都將是二進(jìn)制結(jié)果(即,全部”,,其他則什么也沒做),,“ 分析師l在給客戶的說明中寫道?!辫b于臺積電在EUV技術(shù)和容量準(zhǔn)備方面顯然已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于英特爾,,考慮到其目前的立場,我們預(yù)計英特爾的CPU外包將是前進(jìn)的最佳途徑,?!?/p>

  如果英特爾繼續(xù)計劃將其大部分產(chǎn)品外包給臺積電,以在2022年趕上AMD,,那么該晶圓廠是否有足夠的能力服務(wù)于英特爾及其現(xiàn)有客戶還有待觀察,,特別是保持請記住,由于AI,,HPC和邊緣計算的大趨勢,,與當(dāng)前節(jié)點的需求相比,N3節(jié)點的需求可能更高,。

  從英特爾的財務(wù)角度來看,,資本支出非常省錢,可以利用臺積電的制造能力來制造產(chǎn)品,,同時專注于架構(gòu)創(chuàng)新,,但對于英特爾的長遠(yuǎn)未來而言,這可能并不是一個好的計劃。臺積電已經(jīng)比英特爾擁有更多的EUV經(jīng)驗,,并且在EUV生態(tài)系統(tǒng)中也具有一定的標(biāo)準(zhǔn)制定能力。如果英特爾不追趕潮流,,那么它將持續(xù)很多年,,并且將無法利用其卓越的制造工藝作為與競爭對手的競爭優(yōu)勢。

  

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