對于臺積電來說，作為全球最大的晶圓代工廠，擁有近500個客戶,，這就是他們的獨特之處。一方面,，公司幾乎可以為提出任何需求的所有客戶提供服務(wù),；另一方面，就容量和技術(shù)而言,，他們必須領(lǐng)先于其他任何人,；就產(chǎn)能而言，臺積電（TSMC）是不接受任何挑戰(zhàn),，而且未來幾年也不會,。至于制造技術(shù)，臺積電最近重申,，它有信心其N2,，N3和N4工藝將按時提供，并且比競爭節(jié)點更先進,。
臺積電的信心
臺積電在今年初將其2021年的資本支出預(yù)算大幅提高至250-280億美元,，并將其進一步增加至約300億美元，這是其三年計劃的一部分——計劃在制造能力和研發(fā)上投入1000億美元,。
臺積電今年300億美元的資本預(yù)算中,，約有80％將用于擴展先進技術(shù)的產(chǎn)能，例如3nm,，4nm / 5nm和6nm / 7nm,。分析師認(rèn)為，到今年年底，先進節(jié)點上的大部分資金將用于將臺積電的N5產(chǎn)能擴大,，擴大后的產(chǎn)能將提到至每月110,000?120,000個晶圓啟動（WSPM）,。臺積電同時表示，其資本支出的10％將用于先進的封裝和掩膜制造,，而另外10％將用于特殊技術(shù)（包括成熟節(jié)點的定制版本）,。
TMSC還在英特爾宣布了IDM 2.0戰(zhàn)略（涉及內(nèi)部生產(chǎn)，外包和代工業(yè)務(wù)）之后,，宣布了最新的CapEx計劃,，并在很大程度上重申了TMSC對甚至未來的短期和長期前景的信心。
臺積電總裁兼首席執(zhí)行官魏哲家在最近的一次分析師和投資者電話會議上說：“作為一家領(lǐng)先的純晶圓代工廠,，臺積電在我們30多年的歷史中從未缺少競爭,，但我們知道如何競爭”，“我們將繼續(xù)專注于提供技術(shù)領(lǐng)先地位,，卓越的制造并贏得客戶的信任,。最后一點，客戶的信任非常重要,，因為我們沒有與客戶競爭的內(nèi)部產(chǎn)品,。”
N5贏得客戶
臺積電（TSMC）是第一家在2020年中期開始使用其N5（5 nm）工藝技術(shù)進行芯片大批量生產(chǎn)（HVM）的公司,。
最初,，該節(jié)點僅用于臺積電的alpha客戶-Apple和HiSilicon。在9月14日停止向后者發(fā)貨后,，這使所有領(lǐng)先的生產(chǎn)能力都留給了Apple,。到目前為止，越來越多的客戶已經(jīng)準(zhǔn)備好使用他們的N5設(shè)計,，因此該節(jié)點的采用率正在增長,。同時，臺積電表示,，與幾個月前的預(yù)期相比,，更多的客戶計劃使用N5系列技術(shù)（包括N5，N5P和N4）,。
魏哲家說：“ N5已經(jīng)進入第二年的批量生產(chǎn),，其產(chǎn)量要比我們最初的計劃要好?！?在智能手機和HPC應(yīng)用的推動下,，N5需求繼續(xù)強勁，我們預(yù)計N5到2021年將貢獻約20％的晶圓收入,。[…]實際上,，我們看到越來越多的5nm和3nm客戶參與其中[與相似階段的7 nm相比],。他們的參與度如此強烈，我們必須為此真正做好準(zhǔn)備,?！?/p>
對于TSMC，HPC應(yīng)用包括許多不同類型的產(chǎn)品,，包括AI加速器,，CPU，GPU,，F(xiàn)PGA,，NPU和視頻游戲SoC等。由于它們只是合同制造商,，因此臺積電沒有透露其客戶使用一個節(jié)點或另一個節(jié)點生產(chǎn)的產(chǎn)品種類（我們知道它為智能手機/平板電腦/機頂盒構(gòu)建了Apple A14 SoC,，為PC構(gòu)建了Apple M1 SoC）。和平板電腦）,，但在HPC領(lǐng)域中采用N5的趨勢正在增長,，這一事實很重要。
臺積電（TSMC）負(fù)責(zé)人表示：”在對智能手機和高性能計算應(yīng)用的強勁需求的推動下,，我們預(yù)計N5系列的需求將在未來幾年繼續(xù)增長?！?”我們希望不僅在第一波中看到高性能計算，而且將來還會有更多需求波來支持我們領(lǐng)先的[N5]節(jié)點,?！?/p>
臺積電的N5在領(lǐng)先技術(shù)的采用者中獲得市場份額并不奇怪。分析師估計,，臺積電的N5晶體管密度約為每平方毫米1.7億個晶體管（MTr / mm 2）,，如果準(zhǔn)確的話，它是當(dāng)今可用的最密集的技術(shù),。相比之下,，三星Foundry的5LPE的晶體管密度介乎125 MTR /平方毫米？130 MTR /平方毫米之間,，而Intel的10納米設(shè)有一個約100 MTR /平方毫米的密度,。
臺積電將在未來幾周內(nèi)開始使用其N5技術(shù)的性能增強版本N5P來制造芯片，該版本有望將頻率提高多達(dá)5％或?qū)⒐慕档投噙_(dá)10％（以相同的復(fù)雜度）,。該技術(shù)為客戶提供了無縫的遷移路徑——無需大量的工程資源投資或更長的設(shè)計周期時間,，因此擁有N5設(shè)計的任何人都可以使用N5P。例如,，N5的早期采用者可以將其IP重新用于其N5P芯片,。
N4：明年有望實現(xiàn)
臺積電的N5技術(shù)系列還包括進化的N4工藝，該工藝將于今年晚些時候進入風(fēng)險生產(chǎn)，并將于2022年投入批量生產(chǎn),。
與N5相比,，該技術(shù)旨在提供更高的PPA（功率，性能,，面積）優(yōu)勢,，但保持相同的設(shè)計規(guī)則，設(shè)計基礎(chǔ)架構(gòu),，SPICE仿真程序和IP,。同時，由于N4進一步擴展了EUV光刻工具的使用范圍,，因此還減少了掩模數(shù)量,，工藝步驟，風(fēng)險和成本,。
魏哲家說：” N4將利用N5的強大基礎(chǔ)來進一步擴展我們的5 nm系列,。“ ” N4是具有兼容設(shè)計規(guī)則的N5的直接移植,，同時為下一波5納米產(chǎn)品提供了進一步的性能,，功率和密度增強。N4風(fēng)險生產(chǎn)的目標(biāo)是今年下半年,，到2022年實現(xiàn)批量生產(chǎn),。“
到2022年,，N4進入HVM時,，臺積電將擁有大約兩年的N5經(jīng)驗和三年的EUV經(jīng)驗。因此,，人們期望產(chǎn)量會很高,，而性能可變性肯定會很低。
但是,，即使N4有望達(dá)到最先進的水平,，它也不會成為臺積電明年將提供的最先進的制造技術(shù),。
N3：2022年下半年到來
2022年,，全球最大的芯片合同制造商將推出其全新的N3制造工藝，該工藝將繼續(xù)使用FinFET晶體管,，但預(yù)計PPA將大幅提升,。
尤其是，與目前的N5工藝相比,，TSMC的N3承諾將性能提高10％– 15％（在相同的功率和復(fù)雜度下）,，或?qū)⒐慕档?5％– 30％（在相同的性能和復(fù)雜度下）,。同時，新節(jié)點還將根據(jù)結(jié)構(gòu)將晶體管密度提高1.1到1.7倍（模擬為1.1倍,，SRAM為1.2倍，邏輯為1.7倍）,。
N3將進一步增加EUV層的數(shù)量,，但將繼續(xù)使用DUV光刻技術(shù),。而且,，由于該技術(shù)一直在使用FinFET，因此不需要從頭開始重新設(shè)計和開發(fā)全新IP的新一代電子設(shè)計自動化（EDA）工具,，這可能會成為基于Samsung Foundry基于GAAFET / MBCFET的3GAE的競爭優(yōu)勢……
魏哲家說：” N3將是我們N5后的又一個完整節(jié)點，它將使用FinFET晶體管結(jié)構(gòu)為客戶提供最佳的技術(shù)成熟度,，性能和成本,。“ ”我們的N3技術(shù)開發(fā)進展順利,，與N5和N7相比,，我們繼續(xù)看到N3的HPC和智能手機應(yīng)用的客戶參與度更高?！?/p>
實際上，臺積電關(guān)于增加客戶對N3的參與的說法間接反映了其對N3的高期望,。
臺積電首席執(zhí)行官說：” [N3]風(fēng)險生產(chǎn)計劃在2021年進行,?！?”目標(biāo)是在2022年下半年實現(xiàn)量產(chǎn),。引入N3技術(shù)將成為PPA和晶體管技術(shù)中最先進的鑄造技術(shù),。[…]我們對我們的[N5]和[N3]充滿信心,，他們將是臺積電的大型持久節(jié)點?！?/p>
N3之后
Gate-all-around FETs（GAAFET）仍是臺積電發(fā)展路線圖的一部分,。預(yù)計該公司在其”后N3“技術(shù)（可能是N2）中使用新型晶體管。實際上,，該公司處于下一代材料和晶體管結(jié)構(gòu)的探路模式,，這些材料和晶體管結(jié)構(gòu)將在未來的許多年中使用。
該公司在最近的年度報告中說：”對于先進的CMOS邏輯,，臺積電的3nm和2nm CMOS節(jié)點正在順利進行中,?！?”此外，臺積電加強了探索性的研發(fā)工作,，重點放在2nm以外的節(jié)點以及3D晶體管,，新存儲器和low-R interconnect等領(lǐng)域，這些領(lǐng)域有望為許多技術(shù)平臺奠定堅實的基礎(chǔ),。
值得注意的是,，臺積電正在擴大Fab 12的研發(fā)運營能力，目前正在研究和開發(fā)N3,，N2和更高級的節(jié)點,。
總結(jié)
總體而言，臺積電有信心其“每個人的代工廠”戰(zhàn)略將使其在規(guī)模,，市場份額和銷售方面進一步增長,。該公司還期望繼續(xù)保持其技術(shù)領(lǐng)先地位，這對于增長至關(guān)重要,。
臺積電（TSMC）首席財務(wù)官Wendell Huang在最近一次與分析師和投資者的電話會議上表示：“到2021年全年,，我們現(xiàn)在預(yù)測晶圓代工產(chǎn)業(yè)的增長率約為16％,?！?對于臺積電，我們有信心我們可以超越晶圓代工收入的增長,，到2021年將增長20％左右,。“
該公司擁有強大的技術(shù)路線圖,，并且計劃每年繼續(xù)引入改進的前沿節(jié)點,，從而以可預(yù)見的節(jié)奏為客戶提供改進。
臺積電（TSMC）知道如何與領(lǐng)先節(jié)點和專注于特殊工藝技術(shù)的芯片制造商競爭,，因此,，英特爾（Intel）代工服務(wù)（IFS）并沒有立即面臨威脅，尤其是因為這家藍(lán)色巨人主要是在邊緣和高級節(jié)點,。
財務(wù)分析師普遍認(rèn)同臺積電的樂觀態(tài)度,，主要是因為期望該公司的N3和N5節(jié)點不會有競爭對手提供相似的晶體管密度和晶圓啟動。
分析師Szeho Ng表示：”繼英特爾3月份宣布晶圓代工廠商卷土重來之后,，臺積電愿意從2021年開始制定一項為期3年的1000億美元的資本支出/研發(fā)投資計劃,，表明了其擴大晶圓代工廠領(lǐng)導(dǎo)地位的信心?！拔覀兛吹脚_積電的戰(zhàn)略價值隨著N3 / N5的增長而增長：HPC /智能手機應(yīng)用大力開展N5 tape out,，而與N5 / N7處于類似階段相比，N3的客戶參與度更高,?！?/p>