【康沃真空網(wǎng)】當?shù)貢r間6月16日，晶圓代工巨頭臺積電在北美召開了2022年臺積電技術(shù)研討會。不僅公布了臺積電下一代的2nm制程技術(shù)的部分細節(jié)信息，同時還透露，通過在中國臺灣、中國大陸和日本建設(shè)新晶圓廠或擴產(chǎn)，預(yù)計到2025年，臺積電的成熟制程的產(chǎn)能將擴大約50%。

　　臺積電2nm工藝細節(jié)曝光：功耗降低30%，2025年量產(chǎn)

　　在此次2022年臺積電技術(shù)論壇上，臺積電首度公布了其下一代先進制程N2（即2nm制程）的部分技術(shù)指標：相較于其N3E（3nm的低成本版）工藝，在相同功耗下，臺積電2nm工藝的性能將提升10~15%；而在相同性能下，臺積電2nm工藝的功耗將降低23~30%；晶體管密度僅提升了10%。

　　需要指出的是，臺積電N3E制程的晶體密度似乎要比N3（3nm）減少約8%，但仍比臺積電N5（5nm）提升了30%，其優(yōu)勢在于，相比N3減少了4層EUV 光罩，使N3e將成為臺積電更具成本及生產(chǎn)效率優(yōu)勢的重要節(jié)點。

　　這也是為什么，臺積電N2相比N3E所帶來的性能的提升幅度和功耗降低的幅度，均低于N3E相比N5的提升。

　　在晶體管架構(gòu)方面，臺積電N2終于拋棄了FinFET（鰭式場效應(yīng)晶體管），采用了全新的納米片晶體管架構(gòu)（Nanosheet），即臺積電版的GAAFET（環(huán)繞柵極晶體管）。

　　臺積電還表示，N2不僅有面向移動處理器的標準工藝，還會有針對高性能計算和芯粒（Chiplet）的整合方案。

　　量產(chǎn)時間方面，根據(jù)臺積電的規(guī)劃，N2制程將于2025年量產(chǎn)。按照這個進度，英特爾或?qū)⒃?nm工藝上實現(xiàn)對于臺積電的趕超。此前，英特爾已宣布將會在2024年量產(chǎn)Intel 20A工藝，隨后，英特爾又宣布其Intel 18A工藝也將提前到2024年量產(chǎn)。

　　另外，根據(jù)臺積電最新展示技術(shù)路線圖顯示，在今年下半年臺積電第一代3nm（N3）工藝量產(chǎn)之后，除了將推出低成本、低能耗的N3E之外，還將會推出高性能版本的N3P，以及性能和功耗均更具優(yōu)勢的N3X。

　　成熟制程產(chǎn)能提升50%

　　雖然目前智能手機、PC、服務(wù)器等領(lǐng)域都需要先進制程的處理器，但同時也仍然會用到大量的成熟制程芯片。同時，很多家電、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備更是大量依賴成熟制程的芯片。

　　根據(jù)臺積電以智能手機為例公布的數(shù)據(jù)顯示，對于目前的5G智能手機來說，存在著非常多的成熟制程芯片，比如各種傳感器（包括MEMS傳感器和圖像傳感器）大概會有10～25顆，制程工藝涵蓋0.35μm～28nm；音頻/顯示/觸控芯片，大約會有2～4顆，制程工藝涵蓋90nm～22nm；射頻芯片大約會有15～40顆，制程工藝涵蓋65nm～6nm；電源管理相關(guān)芯片大約會有10～30顆，制程工藝涵蓋025μm～40nm。

　　此外，汽車市場對于成熟制程的芯片需求也在持續(xù)爆發(fā)，特別是隨著汽車電動化、智能化、聯(lián)網(wǎng)化、自動化，每輛汽車最少也需要數(shù)百顆芯片。而這其中，大部分都是成熟制程芯片。

　　比如在感知方面，可能會用到1-20顆的圖像傳感器芯片，制程工藝可能會在0.11μm～65nm；在雷達和連接性方面，可能會用到10～25顆芯片，制程工藝涵蓋0.16μm-6nm；在車輛控制方面，可能會用到20~100顆的MCU及eNVM芯片，制程工藝涵蓋0.18um ~ 28nm；在電源管理方面，將會用到大約50-100顆BCD芯片，制程工藝涵蓋0.35～55nm。

　　另外，有數(shù)據(jù)預(yù)測，數(shù)年后，每輛汽車需要的芯片數(shù)量將超過1500顆。

　　雖然，臺積電在先進制程技術(shù)及產(chǎn)能上全球領(lǐng)先，同時先進制程也是臺積電營收的最大來源。但是面對龐大的成熟制程芯片的需求，特別是自2020年四季度爆發(fā)的成熟制程芯片產(chǎn)能的持續(xù)緊缺，也推動了包括臺積電在內(nèi)的眾多晶圓代工/IDM廠商持續(xù)擴大成熟制程產(chǎn)能。

　　在此次技術(shù)研討會上，臺積電再度提及了其為了提升成熟及特殊制程的四項投資計劃：

　　1、日本九州熊本Fab 23 第一期建設(shè)，使用臺積電N12、N16、N22 和N28 節(jié)點生產(chǎn)芯片，屆時每月有高達45,000 片12吋晶圓的生產(chǎn)能力。后續(xù)還將提升至每月5.5萬片。

　　2、臺灣臺南Fab 14 第八期。

　　3、臺灣高雄Fab 22 第二期。

　　4、南京Fab 16 第1B 期，臺積電當?shù)厣a(chǎn)N28 節(jié)點制程芯片，量產(chǎn)后產(chǎn)能將達每月4萬片28nm。不過有傳言表示，新階段產(chǎn)能將采用更先進節(jié)點生產(chǎn)芯片（臺積電南京廠原本就有生產(chǎn)16/12nm工藝）。

　　據(jù)臺積電介紹，預(yù)計三年內(nèi)，將讓成熟及特殊節(jié)點產(chǎn)能提高50%。這對臺積電來說是重大轉(zhuǎn)變，同時將提高臺積電的競爭優(yōu)勢。

　　在2021年之前，臺積電一直沒有擴大其成熟制程的產(chǎn)能，這也使得其成熟制程的營收占比持續(xù)下滑。根據(jù)臺積電今年一季度的財報顯示，目前16-5nm制程的營收占比約為64%，成熟制程的營收占比僅36%。

　　如果到2025年，臺積電的成熟及特殊節(jié)點產(chǎn)能提升50%，那么或?qū)⑼苿悠涑墒熘瞥痰臓I收占比的大幅回升。同時，這也將對于聯(lián)電、格芯、中芯國際等依賴于成熟制程的競爭對手帶來一定的壓力。

　　發(fā)展通用IP機制

　　在持續(xù)推進先進制程，以及提升成熟與特殊制程產(chǎn)能同時，臺積電也在積極發(fā)展通用IP機制，以使?jié)M足一些客戶希望在新的制程工藝下重新使用以前為運算或RF射頻開發(fā)的IP。

　　通用IP機制還有其他的一些優(yōu)勢。比如臺積電N6RF 制程，允許芯片設(shè)計人員將高性能邏輯芯片與RF 射頻結(jié)合，構(gòu)建基帶芯片等產(chǎn)品或其他更特殊的解決方案。這是在許多客戶都熟悉臺積電N6節(jié)點制程情況下，更有機會將RF功能整合到其他高性能產(chǎn)品，格芯也有類似做法。