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台积电:5nm明年试产,3nm已经准备就绪

2018-12-07
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来源:内容来自「数位时代」,谢谢。


今(6)日台积电于新竹国宾饭店举办一年一度的「供应链管理论坛」,台积电总裁魏哲家表示,在供应商的配合下,「让7纳米能在2018年迅速且量产成功。」


魏哲家表示,2019年第二季5纳米制程将进行风险试产,预计2020年量产。而3纳米的技术也都已经到位,「一切就等环评通过。」


魏哲家表示,台中厂未来将会继续建置7纳米厂房;而年初在南科动土的5纳米晶圆18厂,目前已经在装机中。另外由于特殊制程需求强劲,15 年来首度在台南扩建8吋晶圆厂。


虽然手机需求疲软,让整个供应链出货并不乐观,但看好未来5G和AI的需球,台积电仍积极开发领先全球的纳米制程,预计每年将维持5%~10%的营收成长。



台积电总裁魏哲家宣布,明年第二季5纳米将风险试产,2020年进入量产。


云端运算需求爆量,上看880亿美元


5G应用带来爆量的数据传递,直接使云端伺服器需求看增。采用台积电7纳米制程的云端运算IC设计商,美商Ampere Computing总裁Renee在论坛上表示,至2023年伺服器CPU的复合年均成长率为4.25%,而智慧城市的应用产值今年为370亿美元,在嵌入式「伺服器」驱动下,2025年将增加至880亿美元。


Renee认为,未来的大趋势无外乎AI机器学习、视觉运算、边缘运算。这样的需求,也再再考验IC设计商与代工厂的技术。


一般来说传输数据的需求越多,CPU就得塞更多电晶体,在CPU体积不变,甚至要更小的浪潮下,电晶体势必底更小,以纳米计算,而且彼此排列得更密。能提供如此制程的代工厂,便能获得世界各IC设计厂的青睐。


目前台积电是唯一迈向5纳米制程的公司,7纳米制程则是三星,英特尔仍在10纳米制程徘徊。


台积电250亿美元豪赌5nm工艺


摩尔定律问世50年多来一直指导着半导体行业的发展,但在10nm节点之后普遍认为摩尔定律将会失效,制程工艺升级越来越难。今年台积电、三星及Globalfoundries将把制程工艺推进到7nm。下一个节点是5nm,台积电在今年六月的半导体技术论坛上宣布将投资250亿美元研发、生产5nm工艺,预计2020年问世。


据之前的资料,与初代7nm工艺相比,台积电的5nm工艺大概能再降低20%的能耗,晶体管密度再高1.8倍,至于性能,预计能提升15%,不过使用新设备的话可能会提升25%。从这里预估的数据来看,制程工艺到了5nm之后,性能或者能效提升都会放慢,而制造难度也越来越高,投资高达数百亿美元,这也导致了未来的5nm芯片成本非常贵。


目前开发10nm芯片的成本超过了1.7亿美元,7nm芯片则要3亿美元左右,5nm芯片研发预计成本超过5亿美元,而开发28nm工艺芯片只要数千万美元,这一趋势将导致未来的5nm芯片客户越来越少,未来只有苹果等少数资本雄厚的公司才会坚持升级制程工艺了。


5nm工艺之后还会有3nm工艺,此前只有三星公布了3nm工艺的路线图,在这个节点上三星将改用GAA晶体管,FinFET晶体管在5nm之后将逐渐被放弃,厂商们需要开发新的晶体管架构,GAA就是其中之一。


3nm制程工艺最快2022年底投产


八月底,台积电公布了3nm制程工艺计划,目前台南园区的3nm晶圆工厂已经通过了环评初审,台积电计划投资6000亿新台币(约为194亿美元),2020年开始建厂,2021年完成设备安装,预计最快2022年底到2023年初投产,3nm厂完成后预计雇用员工达四千人。


按照台积电的报道,他们已经投入了数百名工程师资源进行早期研发,而晶圆工厂也将落户南科台南园区,占地28公顷,位置紧邻台积电的5nm工厂。目前台湾环保部门已经通过了“台南科学园区二期基地开发暨原一期基地变更计画环差案”的初审,预计在2020年交地给台积电建设工厂。


南科管理局长林威呈表示,由于园区产业的发展需求,为了确保世界先进制程的领先优势,提出了“台南科学园区二期基地开发暨原一期基地变更计划环差案”,一方面检讨园区土地使用分区计划,另一方面也是为了引进先进制程的需求,提出园区用水量、用电量、污水放流量、土方等的变更。


南科管理局提出报告,为了满足台积电3nm建厂需要,南科台南基地,每日用水量将由25万吨增至32.5万吨,用电量则由222万瓦增至299.5万瓦;推估此次变更后,温室气体排放量一年增加427万吨。台积电一开始就承诺,在市场供给机制的完善下,3nm厂新增用电量将随着量产时程,逐年取得20%用电度数的再生能源,预估每年最高可减少约85.41万吨的二氧化碳当量。


3nm技术可以说已经接近半导体工艺的物理极限,而其目前也处于实验室阶段,台积电资深处长庄子寿坦言:“3nm制程技术难度高,是很大挑战。”


今天是《半导体行业观察》为您分享的第1789期内容,欢迎关注。

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