對(duì)于臺(tái)積電來說,，作為全球最大的晶圓代工廠,，擁有近500個(gè)客戶,，這就是他們的獨(dú)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(tái)積電（TSMC）是不接受任何挑戰(zhàn),，而且未來幾年也不會(huì)。至于制造技術(shù),，臺(tái)積電最近重申,，它有信心其N2，N3和N4工藝將按時(shí)提供,，并且比競(jìng)爭(zhēng)節(jié)點(diǎn)更先進(jìn),。
臺(tái)積電的信心
臺(tái)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(jìn)一步增加至約300億美元,，這是其三年計(jì)劃的一部分——計(jì)劃在制造能力和研發(fā)上投入1000億美元,。
臺(tái)積電今年300億美元的資本預(yù)算中，約有80％將用于擴(kuò)展先進(jìn)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(jìn)節(jié)點(diǎn)上的大部分資金將用于將臺(tái)積電的N5產(chǎn)能擴(kuò)大，擴(kuò)大后的產(chǎn)能將提到至每月110,000?120,000個(gè)晶圓啟動(dòng)（WSPM）,。臺(tái)積電同時(shí)表示,，其資本支出的10％將用于先進(jìn)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(diǎn)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(jì)劃,，并在很大程度上重申了TMSC對(duì)甚至未來的短期和長(zhǎng)期前景的信心,。
臺(tái)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(huì)議上說：“作為一家領(lǐng)先的純晶圓代工廠，臺(tái)積電在我們30多年的歷史中從未缺少競(jìng)爭(zhēng),，但我們知道如何競(jìng)爭(zhēng)”,，“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(diǎn),，客戶的信任非常重要,，因?yàn)槲覀儧]有與客戶競(jìng)爭(zhēng)的內(nèi)部產(chǎn)品?！?/p>
N5贏得客戶
臺(tái)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(jìn)行芯片大批量生產(chǎn)（HVM）的公司,。
最初，該節(jié)點(diǎn)僅用于臺(tái)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(jì)，因此該節(jié)點(diǎn)的采用率正在增長(zhǎng),。同時(shí),，臺(tái)積電表示，與幾個(gè)月前的預(yù)期相比,，更多的客戶計(jì)劃使用N5系列技術(shù)（包括N5,，N5P和N4）。
魏哲家說：“ N5已經(jīng)進(jìn)入第二年的批量生產(chǎn),，其產(chǎn)量要比我們最初的計(jì)劃要好,。” 在智能手機(jī)和HPC應(yīng)用的推動(dòng)下,，N5需求繼續(xù)強(qiáng)勁,，我們預(yù)計(jì)N5到2021年將貢獻(xiàn)約20％的晶圓收入。[…]實(shí)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(qiáng)烈，我們必須為此真正做好準(zhǔn)備,?！?/p>
對(duì)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(tái)積電沒有透露其客戶使用一個(gè)節(jié)點(diǎn)或另一個(gè)節(jié)點(diǎn)生產(chǎn)的產(chǎn)品種類（我們知道它為智能手機(jī)/平板電腦/機(jī)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(shì)正在增長(zhǎng),，這一事實(shí)很重要,。
臺(tái)積電（TSMC）負(fù)責(zé)人表示：”在對(duì)智能手機(jī)和高性能計(jì)算應(yīng)用的強(qiáng)勁需求的推動(dòng)下，我們預(yù)計(jì)N5系列的需求將在未來幾年繼續(xù)增長(zhǎng),?！?”我們希望不僅在第一波中看到高性能計(jì)算，而且將來還會(huì)有更多需求波來支持我們領(lǐng)先的[N5]節(jié)點(diǎn),?！?/p>
臺(tái)積電的N5在領(lǐng)先技術(shù)的采用者中獲得市場(chǎng)份額并不奇怪。分析師估計(jì),，臺(tái)積電的N5晶體管密度約為每平方毫米1.7億個(gè)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(gè)約100 MTR /平方毫米的密度,。
臺(tái)積電將在未來幾周內(nèi)開始使用其N5技術(shù)的性能增強(qiáng)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(wú)縫的遷移路徑——無(wú)需大量的工程資源投資或更長(zhǎng)的設(shè)計(jì)周期時(shí)間,，因此擁有N5設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)
臺(tái)積電的N5技術(shù)系列還包括進(jìn)化的N4工藝，該工藝將于今年晚些時(shí)候進(jìn)入風(fēng)險(xiǎn)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(shì)，但保持相同的設(shè)計(jì)規(guī)則,，設(shè)計(jì)基礎(chǔ)架構(gòu),，SPICE仿真程序和IP。同時(shí),，由于N4進(jìn)一步擴(kuò)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(xiǎn)和成本,。
魏哲家說：” N4將利用N5的強(qiáng)大基礎(chǔ)來進(jìn)一步擴(kuò)展我們的5 nm系列。“ ” N4是具有兼容設(shè)計(jì)規(guī)則的N5的直接移植,，同時(shí)為下一波5納米產(chǎn)品提供了進(jìn)一步的性能,，功率和密度增強(qiáng)。N4風(fēng)險(xiǎn)生產(chǎn)的目標(biāo)是今年下半年,，到2022年實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn),。“
到2022年,，N4進(jìn)入HVM時(shí),，臺(tái)積電將擁有大約兩年的N5經(jīng)驗(yàn)和三年的EUV經(jīng)驗(yàn)。因此,，人們期望產(chǎn)量會(huì)很高,，而性能可變性肯定會(huì)很低。
但是,，即使N4有望達(dá)到最先進(jìn)的水平，它也不會(huì)成為臺(tái)積電明年將提供的最先進(jìn)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(jì)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(shí),，新節(jié)點(diǎn)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(jìn)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(jì)和開發(fā)全新IP的新一代電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）工具，這可能會(huì)成為基于Samsung Foundry基于GAAFET / MBCFET的3GAE的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)……
魏哲家說：” N3將是我們N5后的又一個(gè)完整節(jié)點(diǎn),，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(jìn)展順利,，與N5和N7相比，我們繼續(xù)看到N3的HPC和智能手機(jī)應(yīng)用的客戶參與度更高,?！?/p>
實(shí)際上,，臺(tái)積電關(guān)于增加客戶對(duì)N3的參與的說法間接反映了其對(duì)N3的高期望。
臺(tái)積電首席執(zhí)行官說：” [N3]風(fēng)險(xiǎn)生產(chǎn)計(jì)劃在2021年進(jìn)行,?！?”目標(biāo)是在2022年下半年實(shí)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(jìn)的鑄造技術(shù),。[…]我們對(duì)我們的[N5]和[N3]充滿信心,，他們將是臺(tái)積電的大型持久節(jié)點(diǎn)?！?/p>
N3之后
Gate-all-around FETs（GAAFET）仍是臺(tái)積電發(fā)展路線圖的一部分,。預(yù)計(jì)該公司在其”后N3“技術(shù)（可能是N2）中使用新型晶體管。實(shí)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(bào)告中說：”對(duì)于先進(jìn)的CMOS邏輯,，臺(tái)積電的3nm和2nm CMOS節(jié)點(diǎn)正在順利進(jìn)行中,。“ ”此外,，臺(tái)積電加強(qiáng)了探索性的研發(fā)工作,，重點(diǎn)放在2nm以外的節(jié)點(diǎn)以及3D晶體管，新存儲(chǔ)器和low-R interconnect等領(lǐng)域,，這些領(lǐng)域有望為許多技術(shù)平臺(tái)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),。
值得注意的是，臺(tái)積電正在擴(kuò)大Fab 12的研發(fā)運(yùn)營(yíng)能力,，目前正在研究和開發(fā)N3,，N2和更高級(jí)的節(jié)點(diǎn)。
總結(jié)
總體而言,，臺(tái)積電有信心其“每個(gè)人的代工廠”戰(zhàn)略將使其在規(guī)模,，市場(chǎng)份額和銷售方面進(jìn)一步增長(zhǎng)。該公司還期望繼續(xù)保持其技術(shù)領(lǐng)先地位,，這對(duì)于增長(zhǎng)至關(guān)重要,。
臺(tái)積電（TSMC）首席財(cái)務(wù)官Wendell Huang在最近一次與分析師和投資者的電話會(huì)議上表示：“到2021年全年，我們現(xiàn)在預(yù)測(cè)晶圓代工產(chǎn)業(yè)的增長(zhǎng)率約為16％,?！?對(duì)于臺(tái)積電，我們有信心我們可以超越晶圓代工收入的增長(zhǎng),，到2021年將增長(zhǎng)20％左右,。“
該公司擁有強(qiáng)大的技術(shù)路線圖，并且計(jì)劃每年繼續(xù)引入改進(jìn)的前沿節(jié)點(diǎn),，從而以可預(yù)見的節(jié)奏為客戶提供改進(jìn),。
臺(tái)積電（TSMC）知道如何與領(lǐng)先節(jié)點(diǎn)和專注于特殊工藝技術(shù)的芯片制造商競(jìng)爭(zhēng)，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?yàn)檫@家藍(lán)色巨人主要是在邊緣和高級(jí)節(jié)點(diǎn)。
財(cái)務(wù)分析師普遍認(rèn)同臺(tái)積電的樂觀態(tài)度,，主要是因?yàn)槠谕摴镜腘3和N5節(jié)點(diǎn)不會(huì)有競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手提供相似的晶體管密度和晶圓啟動(dòng),。
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(tái)積電愿意從2021年開始制定一項(xiàng)為期3年的1000億美元的資本支出/研發(fā)投資計(jì)劃,，表明了其擴(kuò)大晶圓代工廠領(lǐng)導(dǎo)地位的信心,。“我們看到臺(tái)積電的戰(zhàn)略價(jià)值隨著N3 / N5的增長(zhǎng)而增長(zhǎng)：HPC /智能手機(jī)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>