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臺(tái)積電再傳捷報(bào),對(duì)Fabless是喜是憂,?

2022-05-17
來源:半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫
關(guān)鍵詞: 臺(tái)積電 Fabless 晶圓代工

近期,,晶圓代工市場(chǎng)又掀起了一波小高潮,尤以純晶圓代工三強(qiáng)臺(tái)積電,、聯(lián)電和格芯最為突出,,特別是在營(yíng)收方面,非常亮眼,。

臺(tái)積電方面,,最新財(cái)報(bào)顯示,該公司4月合并營(yíng)收達(dá)1725.61億元新臺(tái)幣,,與去年同期的1113.15億元相比增長(zhǎng)55.0%,,改寫單月營(yíng)收歷史新紀(jì)錄。今年前四個(gè)月累計(jì)營(yíng)收6636.37億元新臺(tái)幣,,與去年同期的4737.25億元相比增長(zhǎng)40.1%,,表現(xiàn)優(yōu)于預(yù)期。臺(tái)積電表示,,今年第二季度,,預(yù)計(jì)智能手機(jī)的季節(jié)性因素將影響部分增長(zhǎng)幅度,但HPC運(yùn)算及車用電子相關(guān)應(yīng)用的市場(chǎng)需求將持續(xù)支持其業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng),。

聯(lián)電方面,,4月營(yíng)收同比增長(zhǎng)39.16%,創(chuàng)單月營(yíng)收新高,,今年1-4月,,共營(yíng)收862.19億元新臺(tái)幣,同比增長(zhǎng)35.82%,。該公司預(yù)計(jì)今年第二季度圓晶出貨量將增加4%-5%,,產(chǎn)品平均售價(jià)上升3%-4%,有望推動(dòng)該季度營(yíng)收增長(zhǎng)4%-9%,。

格芯的業(yè)績(jī)表現(xiàn)同樣優(yōu)異,,今年第一季度營(yíng)收達(dá)到史上最高的19.4億美元,毛利率增至破紀(jì)錄的25.3%,。該公司預(yù)估第二季度營(yíng)收將介于19.55-19.85億美元之間,。財(cái)報(bào)顯示,格芯第一季度車用芯片營(yíng)收年增170%,,年增幅居所有產(chǎn)品線之冠,。

以上這些業(yè)績(jī)表現(xiàn),進(jìn)一步凸顯出晶圓代工產(chǎn)能的緊俏,特別是這些業(yè)內(nèi)頂流企業(yè)的產(chǎn)能,,更是被各家IC設(shè)計(jì)企業(yè)瘋搶,。

在這樣的背景下,業(yè)界再次傳出了臺(tái)積電漲價(jià)的消息,,該公司很可能從明年1月起進(jìn)一步提升晶圓代工價(jià)格,,據(jù)悉,成熟制程將上漲8~9%,,先進(jìn)制程漲約5%,。之所以如此,一方面是因?yàn)橘Y本支出和成本增加的壓力,,再有就是明年的晶圓代工市場(chǎng)大概率依然處于供不應(yīng)求的狀態(tài),,可以通過價(jià)格杠桿,對(duì)客戶進(jìn)行一定程度的篩選,。

去年,,臺(tái)積電就宣布2022年全面調(diào)漲晶圓代工價(jià)格,,包括16nm及更先進(jìn)制程平均價(jià)格調(diào)漲8~10%,,28nm及更成熟制程平均漲幅約達(dá)15%。另外,,包括聯(lián)電,、力積電、世界先進(jìn)等晶圓代工廠,,也在今年第一季度針對(duì)部份到期并重新簽訂的長(zhǎng)約,,以及供給吃緊的成熟制程再度漲價(jià),價(jià)格漲幅為5~10%,。

相比于其它晶圓代工廠漲價(jià),,臺(tái)積電在這方面是最為謹(jǐn)慎的,由于其處于行業(yè)霸主地位,,有牽一發(fā)而動(dòng)全身的影響力,,該公司很少漲價(jià),當(dāng)然,,這種情況存在的前提是臺(tái)積電的價(jià)格在業(yè)界是最高的,,這是基于其最先進(jìn)的制程工藝和封裝技術(shù)。因此,,一旦臺(tái)積電宣布漲價(jià),,都會(huì)是業(yè)界最大的新聞,也是產(chǎn)業(yè)風(fēng)向標(biāo),。

要擁有這樣的影響力,,必須在芯片制造工藝技術(shù)方面具備明顯的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì),且市占率也要具有統(tǒng)治力。目前,,在先進(jìn)制程方面,,能夠與臺(tái)積電掰一掰手腕的也只有三星了,但三星一直處于追趕狀態(tài),;市占率方面,,臺(tái)積電已經(jīng)拿到了近55%的市場(chǎng)份額,遙遙領(lǐng)先于其它廠商,。在這些基礎(chǔ)上,,臺(tái)積電的毛利率已經(jīng)達(dá)到54%。

無敵的先進(jìn)制程

在推出10nm制程之后,,臺(tái)積電在先進(jìn)制程領(lǐng)域就是無敵般的存在,。10nm之后,該公司在業(yè)界率先量產(chǎn)了7nm制程芯片,,目前,,臺(tái)積電已經(jīng)生產(chǎn)了超過10億顆7nm芯片,該公司還率先推出了使用EUV技術(shù)的7nm+工藝,。在7nm基礎(chǔ)上,,推出了6nm工藝,這個(gè)平臺(tái)的一個(gè)主要特點(diǎn)是與7nm工藝平臺(tái)兼容,,這樣,,客戶很容易把7nm設(shè)計(jì)移植到6nm。

2021年6月,,臺(tái)積電在一次技術(shù)論壇上首次發(fā)表了6nm RF(N6RF)制程,,相較于前一代的16nm射頻技術(shù),N6RF晶體管的效能提升超過16%,。臺(tái)積電表示,,N6RF制程針對(duì)6GHz以下及毫米波段的5G射頻收發(fā)器提供大幅降低的功耗與面積,同時(shí)兼顧消費(fèi)者所需的效能,、功能與電池壽命,,還強(qiáng)化支持WiFi 6/6e的效能與功耗效率。

2020年,,臺(tái)積電實(shí)現(xiàn)了5nm(N5)的量產(chǎn),,與7nm相比,新工藝的速度提升了15%,,功耗降低了30%,,而邏輯密度則是前者的1.8倍。在良率方面,,新工藝的進(jìn)展也非常順利,。與此同時(shí),,該公司還推出了增強(qiáng)版的N5P工藝制程,晶體管的速度提升了5%,,功耗降低了10%,,這給HPC帶來了很好的發(fā)展機(jī)會(huì)。

此外,,臺(tái)積電還基于N5平臺(tái)推出了N4工藝,,其速度、功耗和密度都有了改善,。其最大優(yōu)勢(shì)同樣是與N5的兼容,,使用5nm工藝設(shè)計(jì)的產(chǎn)品能夠輕易地轉(zhuǎn)移到4nm平臺(tái)上。這也能保證臺(tái)積電客戶的每一代投資,,都能獲得更好的效益,。N4在2021年第四季度試產(chǎn),在2022年實(shí)現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn),。

目前,,臺(tái)積電正在為3nm制程工藝量產(chǎn)做著準(zhǔn)備,在這代工藝上,,該公司會(huì)繼續(xù)采用FinFET,。與5nm相比,臺(tái)積電3nm的速度將提升10%到15%,,功耗將提升25%~30%,,邏輯密度將是前者的1.7倍,。

近日,,臺(tái)積電召開了2022年Q1情況說明會(huì),總裁魏哲家表示,,預(yù)估3nm將于今年下半年出貨,,2023年大規(guī)模量產(chǎn)。魏哲家稱3nm營(yíng)收貢獻(xiàn)會(huì)是下一個(gè)大的成長(zhǎng)節(jié)點(diǎn),,等同5nm,、7nm家族。而N3E制程將在3nm量產(chǎn)一年之后投產(chǎn),,目前研發(fā)進(jìn)度超出預(yù)期,,可能提前投產(chǎn)。

2019年,,臺(tái)積電率先開始了2nm(N2)制程技術(shù)的研發(fā)工作,。相應(yīng)的技術(shù)開發(fā)中心和工廠主要設(shè)在中國(guó)臺(tái)灣的新竹,規(guī)劃了4個(gè)超大型晶圓廠,,主要用于2nm及更先進(jìn)制程的研發(fā)和生產(chǎn),。

臺(tái)積電2019年成立了2nm專案研發(fā)團(tuán)隊(duì),,尋找可行路徑進(jìn)行開發(fā)。在考量成本,、設(shè)備相容,、技術(shù)成熟及效能表現(xiàn)等多項(xiàng)條件之后,決定采用以環(huán)繞柵極(Gate-all-around,,GAA)制程為基礎(chǔ)的MBCFET架構(gòu),,解決FinFET因制程微縮產(chǎn)生電流控制漏電的物理極限問題。MBCFET和FinFET有相同的理念,,不同之處在于GAA的柵極對(duì)溝道的四面包裹,,源極和漏極不再和基底接觸。

本周,,魏哲家證實(shí),,目前臺(tái)積電N2制程研發(fā)已走上正軌,晶體管結(jié)構(gòu)和工藝進(jìn)度都達(dá)到預(yù)期,。預(yù)計(jì)臺(tái)積電將在2024年末做好N2制程風(fēng)險(xiǎn)生產(chǎn)的準(zhǔn)備,,并在2025年末進(jìn)入大批量生產(chǎn),2026年,,首批2nm芯片將正式投入市場(chǎng),。

近期,有消息傳出,,由于3nm研發(fā)工作已經(jīng)完成,,即將量產(chǎn),臺(tái)積電決定讓3nm研發(fā)團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)戰(zhàn)1.4 nm制程工藝開發(fā),,定于今年6月開啟研發(fā)工作,,投入確認(rèn)技術(shù)規(guī)格的第一階段(TV0)開發(fā)工作。

成熟制程業(yè)界第一

不僅先進(jìn)制程處于領(lǐng)先地位,,臺(tái)積電在成熟制程工藝(節(jié)點(diǎn)≥40nm)領(lǐng)域同樣占據(jù)市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)地位,,如下圖所示。

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圖1,、成熟制程工藝市占率,,臺(tái)積電排第一(來源:Counterpoint Research)

具體來看,以2022年第一季度為例,,如下圖所示,,40nm/45nm營(yíng)收約占臺(tái)積電總營(yíng)收的8%,65nm占5%,,90nm占2%,,0.11μm/0.13μm占3%,0.15μm/0.18μm占6%,,0.25μm及以上占1%,。這樣,,臺(tái)積電在該季度成熟制程的合并營(yíng)收占總營(yíng)收的25%,還是很可觀的數(shù)字,。

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圖2,、臺(tái)積電2022年第一季度各制程營(yíng)收占比

從歷史發(fā)展來看,臺(tái)積電于2004年開始從以0.11μm+制程為主的低端晶圓制造過渡到以40nm-90nm的更先進(jìn)制程工藝為主的晶圓制造,,并于2011年底開始從以中低端為主的晶圓制造過渡到以28nm及更先進(jìn)制程工藝為主的晶圓制造,。

在射頻方面,為了滿足客戶對(duì)于5G網(wǎng)絡(luò)高速,、低延遲,、以及大量物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求,臺(tái)積電提供了16nm及28nm射頻元件,,通過提升截止頻率與最大震蕩頻率來支持射頻收發(fā)器設(shè)計(jì),,采用40nm特殊制程強(qiáng)化擊穿電壓,在來自導(dǎo)通電阻與斷電容的乘積降低的相同效益下,,支持射頻切換器設(shè)計(jì)的應(yīng)用,。

獨(dú)特的封裝技術(shù)

過去十年,臺(tái)積電已經(jīng)推出五代不同的基板上芯片封裝工藝,,且涵蓋了消費(fèi)級(jí)與服務(wù)器芯片領(lǐng)域,。

近些年,先進(jìn)制程工藝對(duì)封裝技術(shù)提出了更高要求,,同時(shí),,先進(jìn)封裝技術(shù)也可以彌補(bǔ)制程工藝的不足。因此,,臺(tái)積電不斷在3D封裝技術(shù)方面加大投入,。

2021年,在一次線上技術(shù)研討會(huì)上,,臺(tái)積電披露了3DFabric系統(tǒng)整合解決方案,,并將持續(xù)擴(kuò)展由三維硅堆棧及先進(jìn)封裝技術(shù)組成的3DFabric,。

針對(duì)高性能計(jì)算應(yīng)用,,臺(tái)積電于2021年提供更大的光罩尺寸,以支持整合型扇出封裝基板(InFO_oS)和CoWoS封裝方案,,運(yùn)用范圍更大的布局規(guī)劃來整合Chiplet die及高帶寬內(nèi)存,。

2021年,在HotChips33 年度會(huì)議期間,,臺(tái)積電介紹了其最先進(jìn)的封裝技術(shù)路線圖,,并且展示了為下一代Chiplet架構(gòu)和內(nèi)存設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備的最新一代 CoWoS 解決方案。該公司最新的第5代CoWoS封裝技術(shù),,有望將晶體管數(shù)量增至第3代封裝解決方案的20倍,。

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圖3,、臺(tái)積電CoWoS封裝技術(shù)發(fā)展路線圖

未來,臺(tái)積電還將升級(jí)到第6代CoWoS 封裝工藝,,其特點(diǎn)是能夠集成更多的Chiplet die和 DRAM,。

針對(duì)移動(dòng)應(yīng)用,臺(tái)積電推出了InFO_B解決方案,,將移動(dòng)處理器整合在輕薄精巧的封裝之中,,提供強(qiáng)化的性能和功耗效率,并且支持移動(dòng)設(shè)備芯片制造廠商封裝時(shí)所需的DRAM堆棧,。

除了中國(guó)臺(tái)灣大本營(yíng),,臺(tái)積電還將先進(jìn)封裝業(yè)務(wù)拓展到了日本,日本經(jīng)產(chǎn)省表示,,臺(tái)積電將在日本茨城縣筑波市設(shè)立研發(fā)據(jù)點(diǎn),,總經(jīng)費(fèi)約370億日元,日本政府將出資總經(jīng)費(fèi)約5成予以支持,。據(jù)悉,,擁有領(lǐng)先封裝技術(shù)的日本企業(yè)Ibiden、半導(dǎo)體裝置廠商芝浦機(jī)械(Shibaura Machine )等與半導(dǎo)體有關(guān)的約20家日本企業(yè)有望參與研發(fā),,重點(diǎn)就是Chiplet和3D封裝技術(shù),。

高水平管理

除了先進(jìn)技術(shù)這個(gè)“硬件”,企業(yè)管理這個(gè)“軟件”也至關(guān)重要,,它會(huì)直接或間接影響企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力,。

臺(tái)積電在晶圓代工業(yè)能確立霸主地位,關(guān)鍵就是具有領(lǐng)先行業(yè)的技術(shù)和良率,,因此,,對(duì)于這種技術(shù)高度密集,且對(duì)技術(shù)依賴程度很高的行業(yè),,做好信息保密工作至關(guān)重要,。臺(tái)積電在防止秘密信息外泄方面有其獨(dú)到見解。在該公司,,技術(shù)開發(fā)由數(shù)十組工程師共同進(jìn)行,,還需要相關(guān)供貨商密切合作,即使挖走部分工程師,,想把臺(tái)積電的know-h(huán)ow都學(xué)到手,,幾無可能。

在員工和產(chǎn)業(yè)鏈管理方面,,臺(tái)積電同樣聞名業(yè)界,。

首先,該公司極度重視穩(wěn)定生產(chǎn)及生產(chǎn)效率,,一位經(jīng)手多個(gè)晶圓廠建廠案例的建造商高管表示,,臺(tái)積電要求他們必須嚴(yán)格遵守建廠進(jìn)程,,甚至要提前完工。臺(tái)積電對(duì)于供貨商在質(zhì)量和危機(jī)管理方面的要求極高,,只要做過臺(tái)積電的生意,,就能獲得業(yè)界的信任。一位臺(tái)積電前員工透露,,公司非常重視與客戶的信任關(guān)系,,對(duì)于材料供貨商的要求也很嚴(yán)格。

其次,,根據(jù)前員工的說法,,臺(tái)積電內(nèi)部每次開會(huì),一開始與會(huì)者就要匯報(bào)前一次會(huì)議交辦的未解決事項(xiàng),,也就是AR(action required,,待完成任務(wù)或行動(dòng)要求)。如果產(chǎn)線設(shè)備出狀況,,負(fù)責(zé)部門一天得開好幾次會(huì),,而且每次開會(huì)時(shí),供貨商都必須提出解決方法,。

再有,,臺(tái)積電極度重視面對(duì)面溝通。該公司會(huì)把移動(dòng)電話配給供貨商的工程師,,即使是在半夜,,只要產(chǎn)線有任何緊急狀況,供貨商工程師接電話后必須在兩小時(shí)內(nèi)趕到臺(tái)積電產(chǎn)線,,以確保能盡快恢復(fù)正常生產(chǎn),。

正是因?yàn)樵谥瞥坦に嚒⒎庋b技術(shù),、人才,、企業(yè)管理等方面具備明顯優(yōu)勢(shì)和先進(jìn)理念,才使得臺(tái)積電在全球晶圓代工業(yè)內(nèi)獨(dú)占鰲頭,,具有極大的影響力和示范作用,。




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