晶圆代工龙头台积电日前宣布将在美国建置2纳米产线,外界也持续关注台湾扩产进度。业界最新消息指出,目前宝山2纳米照原计画稳步进行中,而位于高雄的2纳米厂则有加快趋势,预计年底开始陆续进机,两厂初期月产能皆达约3~3.5万片,到了2027年合计产能将冲破10万片,成为下一制程世代的主流。
根据供应链透露,台积电2纳米生产基地位于竹科与高雄,其中宝山二期于第二季展开进机,今年底建置「mini line」,明(2025)年第四季量产,初期月产能约3~3.5万片;而高雄厂预计今年底开始装机,较原先预期的提前,目标2026年上半年量产,初期月产能规划与宝山相同。
消息亦指出,台积宝山、高雄厂正式量产后,将进入产能拉升(ramp up)阶段,到了2027年合计将来到11~12万片/月左右,两厂都会生产第一代2纳米及第二代、采用背面电轨(backside power rail)的N2P。至于再下一代的1.4纳米(A14)则会在2027年下半年量产,有可能花落台中。
在2纳米客户方面,大客户苹果依然会抢头香,预计用于旗舰级智能型手机,且目前英特尔也表达导入意愿,其他大客户如AMD、英伟达、联发科料将陆续接棒采用。以制程蓝图来看,今年的iPhone 16将采用N3E,明年新机则采用N3P,也就是说,2026年才会有第一个采台积电2纳米制程的终端产品上市。
三星将在美国新建2nm工艺
4月15日,美国商务部国家标准及技术研究所官网贴出声明,宣布与韩国三星电子达成一项初步协议,依据美国《芯片法案》提供至多64亿美元的直接补贴。
根据三星与美国政府拟定的协议,韩国芯片巨头准备新建两座“世界领先的逻辑芯片厂”、一座研发中心和一个先进封装设施,同时扩建三星原有的奥斯汀晶圆厂。
根据NIST的公告,奥斯汀工厂的扩建将支持全耗尽型绝缘体上硅(FD-SOI)工艺技术的生产,将用于航空航天和国防等关键领域。这项拨款还包括三星与美国国防部合作的承诺。
新建设施则位于得州的泰勒市。三星将在那里打造一整个半导体研发-生产生态,包括一个致力于比当前工艺节点“先进一代”的研发厂、两座专注于大规模生产4nm和2nm工艺制程芯片的晶圆厂。还有一座为高带宽内存进行3D封装,以及具备2.5D芯片封装能力的先进封装设施,这两项都是当下AI芯片急需的尖端产能。
公告指出,除了协议中提到的64亿美元直接拨款外,三星还计划申请美国财政部的投资税收抵免,预期能够覆盖合规资本支出的25%。
据一名美国高级官员透露,通过这次补贴,三星将美国半导体工厂的投资额从170亿美元提高至近450亿美元。对于两家先进逻辑芯片工厂,一家计划于2026年投产,另一家与先进研发厂都将与2027年启用。这名官员还表示,已经有“两打供应商”表示将迁往美国,与三星半导体产业集群进行合作。
英特尔:2纳米最早问世,还在追赶更先进制程
根据英特尔之前宣布的计划,公司立志在2024年或2025年赶上并超越台积电。在今年英特尔代工服务(Intel Foundry Services)举办的“Direct Connect”会议中,其公布了最新的技术发展路径。
据悉,其18A主要产品Clearwater Forest已完成,并将于2025年投入生产。业界常将英特尔的18A工艺和台积电的N2(2 纳米)、N3P(3纳米级)工艺性能相比较,两家大厂各执一词。
英特尔首席执行官Pat Gelsinger强调,18A 和 N2都利用GAA晶体管(RibbonFET),但是1.8 纳米级节点将采用BSPND,一种可优化功率和时钟的背面功率传输技术。台积电则相信其N3P(3纳米级)技术将在功耗、性能和面积(PPA)等方面与英特尔的18A相媲美,而其N2(2纳米级)将在所有方面超越之。
此外,英特尔的20A制造技术计划于2024年推出,将引入RibbonFET环绕栅极晶体管以及背面供电网络(BSPDN)两项创新技术,旨在实现更高的性能、更低的功耗和增加的晶体管密度。与此同时,英特尔的18A生产节点旨在进一步完善20A的创新,并在2024年底至2025年初提供进一步的PPA改进。按照英特尔上述制程说法,其2纳米有望最早问世。
值得关注的是,会上英特尔首次公布了14A(1.4nm)以及其演进版本14A-E。Intel 14A(1.4nm)工艺是业界首个使用ASML High-NA EUV光刻工具的工艺节点,英特尔也是业内首家获得尖端High-NA工具的公司。英特尔预计在2027年前开发出14A。
结 语
TrendForce集邦咨询表示,2023年受供应链库存高企、全球经济疲弱,以及市场复苏缓慢影响,晶圆代工产业处于下行周期,前十大晶圆代工营收年减约13.6%,达1115.4亿美元。2024年在AI相关需求的带动下,营收预估有机会年增12%,达1252.4亿美元,而台积电受惠于先进制程订单稳健,年增率将大幅优于产业平均。
AI浪潮带动下,晶圆代工产业在今年告别下行“阴霾“,恢复成长,先进制程成为重要推动力,因而备受重视。展望未来,晶圆代工先进制程竞赛仍将持续,3nm之后,谁将主宰2nm、1nm时代?我们拭目以待。