台北報導
台積電2奈米呼之欲出,晶圓共乘服務(CyberShuttle)將首度導入2奈米先進製程,規劃明年元月、4月投入設計。業者說,2奈米晶圓每片成本超過3萬美元(近新台幣百萬元),蘋果將成首批客戶,英特爾及AMD緊追其後,聯發科、高通及世芯-KY也有意加快導入速度。
法人指出,台積2奈米製程除新竹寶山,高雄廠可望明年第二季試產,將帶旺設備供應鏈包括中砂、昇陽半及天虹等業者。
2奈米製程電晶體結構改變,開發成本及設計難度增加,晶圓共乘將集合眾多客戶共用一套光罩,節省IC設計及特殊應用IC(ASIC)成本;供應鏈指出,明年元月有望於台積電研發中心開發,4月轉至新竹寶山2奈米新廠Fab 20進行。
台積電董事長魏哲家日前說,客戶對2奈米需求更甚3奈米,作夢都沒想到的(Never dream about it),現正積極準備產能。法人表示,台積2奈米月產能明年將拉高至5萬片,高雄一廠本月初進機,估明年第二季試產,高雄二廠則下半年進行裝機。外界推估,台灣ASIC大廠及手機IC大廠都將在這次2奈米晶圓共乘之列,現明確產品規劃的是蘋果iPhone 18之A20晶片首度採用,並搭配SoIC先進封裝。
2奈米晶圓價格將達3萬美元,以iPhone AP為例,將自N3的50美元上漲至N2的85美元,漲幅達70%,為節省成本,矽堆疊技術未來將更普遍,提升主晶片速度、功耗。
法人分析,主流SoIC(系統整合單晶片)為SoIC-X,其快速對準及乾淨接合,晶圓平坦度、潔淨度要求非常高。CMP(化學機械研磨)、原子層沉積等要求提高,相關設備以海外大廠為主。台廠逐步跨入,如中砂鑽石碟耗材、昇陽半乘載晶圓,天虹也替代海外大廠零組件。
遞交商務部資料 揭露時間點
【台北報導】
台積電昨(28)日股價險守千元,外界持續關注地緣政治議題與2奈米在美國新廠投資計畫,據台積電先前遞交美國商務部的資料,2奈米最快2028年赴美生產。
國科會主委吳誠文昨天提及台積電2奈米後續赴美投資,時間點差不多落在2028年,也有可能在2029、2030年。對於相關議題,台積電昨天沒有新回應。
據悉,台積電2奈米赴美時間點,已於公司先前遞交美國商務部的投資計畫中羅列。
台積電和美國商務部於4月8日共同宣布,美國商務部和TSMC Arizona已簽署一份不具約束力的初步備忘錄,基於晶片科學法案,TSMC Arizona 將獲得最高可達66億美元直接補助,台積電亦宣布計畫在美國亞利桑那州設立第三座晶圓廠,以透過在美國最先進的半導體製程技術來滿足強勁的客戶需求。
依據說明,台積電在亞利桑那州鳳凰城據點的總資本支出超過650億美元。
台積電當時透過新聞稿指出,亞利桑那州首座晶圓廠依進度,將於2025上半年開始生產4奈米製程技術,第二座晶圓廠除了3奈米技術,亦將生產世界上最先進、採用下一世代奈米片電晶體結構的2奈米製程技術,預計2028年開始生產;第三座晶圓廠預計將在21世紀20年代底(約2030年前)採2奈米或更先進製程生產。
美國商務部11月15日發布新聞稿,確定台積電美國新廠可望在拜登政府任內核可66億美元補助,法人關注依據美國官方訊息釋出獲得補助協議的三個關鍵,包含補助撥款依據建廠進度、2024年底前是否獲得至少10億美元,以及台積電在協議同意5年內放棄股票回購權,超額利潤將依「分占增值協議」(upside sharing agreement)與美國政府共享等。
同時,依據美商務部官網最新列出,台積電美國新廠的Fab 2預定2028年開始生產3奈米鰭式場效電晶體(FinFET)工藝技術;至於第三期Fab 3預計在約2030年前,生產A16和2奈米奈米片工藝技術。
【2024-11-29/經濟日報/A3版/話題】
預見手機晶片3奈米→2奈米迭代瓶頸,超前部署雙軸策略,CoWoS營收占比將達3成
綜合報導
手機晶片大戰如火如荼開打,三大廠精銳盡出、各領風騷,高通、聯發科、蘋果各自擁護者,皆採用台積電第二代三奈米N3E製程打造,越發考驗IC業者自身設計、架構能力。供應鏈透露,截至目前為主,明年尚未有手機晶片採用2奈米,旗艦級晶片依舊以3奈米製程,儘管為第三代N3P,然而理論速度並未明顯提升。
針對該情況,台積電透過先進封裝打造另一大獲利來源,明、後年由封裝業務衝刺營運。
明年的手機旗艦晶片仍採用台積電3奈米製程,不過會從今年N3E提升至N3P製程。依據台積揭露訊息,相對N3E製程N3P在理論速度提升5%,功耗則下降5~10%,電晶體密度提高4%;因此業界預估,明年手機SoC還是有所提升的,但幅度並不會太大。
業者表示,採用3奈米成本為最大考量,今年安卓陣營旗艦機種價格皆有調漲,但市場熱度依舊不減,以vivo x200首發來看,銷量並未受到影響。
供應鏈指出,3奈米流片費用約為6.5億美元,2奈米更加高昂,現階段僅蘋果M系列晶片切入,並搭配SoIC先進封裝技術、領銜行業。
台積電董事長暨總裁魏哲家指出,現在仍有非常多客戶對2奈米有興趣,相對3奈米同期需求更多,但他也不諱言Chiplet會成為2奈米的替代方案而減少對2奈米的需求。業界分析,台積電早已預見該情況,因此積極發展先進封裝,不只是CoWoS,SoIC、Chiplet小晶片封裝,會使台積突破先進製程極限。
先進封裝已占台積電營收之7%~9%,計入未來五年將在先進封裝上的大幅投入,將成為台積營運第二隻腳。法人分析,台積電CoWoS的月產能今年將達到每月3.5~4萬片Wafer、明年將成長至8萬片,2026年可望達到14~15萬片,未來占到3成營收,毛利率同步追上平均水準,有效延續摩爾定律。
業內人士點出,從台積電年報可看出,重大風險從外部競爭移轉至地緣政治,這顯示進入行業龍頭之後的發展,將缺少來自外部強力競爭;追求卓越、超越自己,避免擠牙膏是台積步入下階段最大阻力。
台北報導
台積電全球化布局遍地開花,董事長魏哲家指出,海外建廠取得階段性成功,美國預計建立三座廠、一廠將於2025年初開始量產,日本熊本一廠12月開始量產、二廠開始整地,德國德勒斯登則預計2027年底前開始量產,台灣先進封裝部分也透露需求強勁訊號。
產能已提高逾兩倍
魏哲家指出,台積電將在美國亞利桑那州設立三座晶圓廠的計畫,此舉將有助於創造更大的規模經濟,每一座亞利桑那州晶圓廠潔淨室面積,約是業界一般邏輯晶圓廠的兩倍大。
台積電在美國亞利桑那設廠計劃,總投資650億美元、建造3座晶圓廠。美國的第一座晶圓廠採用4奈米製程,目前進展順利,良率與台灣廠相當,該廠將在2025年初開始量產,第二座計劃於2028年開始生產,第三座晶圓廠將在2030年量產。
台積電日本熊本廠進展順利,一廠已經完成所有驗證,12月將開始量產,第二廠已經開始整地、明年第一季動工,目標在2027年底前開始量產。財務長黃仁昭指出,日本現階段就是這兩座廠。在歐洲,台積電已於2024年8月,與合資夥伴一起在德國德勒斯登為特殊製程晶圓廠舉行動土典禮,這座晶圓廠將以汽車和工業應用為主,採用12/16奈米和22/28奈米製程技術,計畫於2027年底開始生產。
黃仁昭坦言,海外晶圓廠的獲利能力基本上低於台灣的晶圓廠,主要是因為規模較小。此外,明年將是初始量產階段,成本較高,因此獲利能力會較低,但是,隨著時間推移會逐漸改善,未來三到五年內,預估每年會稀釋2%~3%的毛利率。
CoWoS成長速度爆發
台灣先進製程也持續擴張,高雄、台中先進製程皆依程序進行。對於外界所關注之CoWoS產能,魏哲家強調,客戶需求強勁,儘管已盡最大所能將產能提高至去年的兩倍以上、甚至有再翻一倍可能,但依舊無法滿足客戶。未來五年CoWoS的成長速度將會優於公司的平均成長,目前占營收約高個位數,毛利率接近公司平均,但尚未達到。
法人認為,先進封裝緊缺情況將延續至2026年,雖然台積電提前於2025年達標,不過2026年預計客戶將有新需求的產生,其中,Chiplet、SoIC也都會有需求出現。
魏哲家透露,HPC客戶對於2奈米需求超越3奈米,台積將準備更多A16/N2製程的產能,以滿足市場需求。
估訂價可望超過3萬美元;M31、力旺等IP供應鏈沾光
台北報導
台積電2奈米技術進展順利,新竹寶山新廠2025年量產計畫不變。惟據供應鏈透露,護國神山2奈米晶圓片價格將較4/5奈米翻倍,粗估可望超過3萬美元,顯示其獨供局面,深握訂價權優勢。半導體業者分析,晶圓廠在先進製程投入鉅資,如3奈米研發投資逾40億美元,關鍵供應鏈功不可沒,陪公子練劍終露曙光,台廠矽智財(IP)及相關製程耗材廠,如M31、力旺、中砂、昇陽半等都因營業額攀升受惠。
先進製程開發成本已見指數型成長,IC設計高層透露,28奈米開發費用約0.5億美元,至16奈米則需要投入1億美元,推進5奈米時費用已高達5.5億美元,其中包括IP授權、軟體驗證、設計架構等環節。代工廠投入更是鉅資,以3奈米製程研發費用來說,研調機構認為需投入40~50億美元,而建構一座3奈米工廠成本至少約花費150億~200億美元。
供應鏈業者表示,先進製程的投入更是漫長且耗費資源的過程,研發人力、設備、軟體、材料各環節缺一不可,且往往需要7~10年的時間,以2奈米來說,路徑確認於2016年即相當明朗,但直到近期試產時程細節才逐漸明確。
全新的製程架構,背後涉及龐大的工程,必須由設備、軟體(包含IP、EDA工具)、材料三大業者支持。供應鏈指出,先進製程越往下走,光罩張數及複雜度都顯著升高,良率提升也就越發困難,對所有供應鏈而言都是考驗,不過,一旦通過代工廠驗證,非必要即不會輕易更換供應商。
台廠跟隨護國神山腳步,克服前期諸多困難,並達到供應鏈本土化要求。伴隨2奈米2025年即將問世,供應鏈業者有望迎來獲利成長爆發;其中,M31之IP研發已切入可支援智慧型手機和高效能運算的2奈米製程平台;力旺也表示正與一線晶圓代工廠合作開發2奈米技術。
也因為2奈米製程需要將晶圓研磨至更薄化,材料方面則有中砂及昇陽半導體切入鑽石碟、再生晶圓等領域。以再生晶圓而言,2奈米產值約當為28奈米的4.6倍,擋控片進入先進製程後,片數用量也會跟進提升,對業者來說,可望出現量、價齊揚的商業機會。
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台積電2奈米將於2025年量產,台廠半導體生態圈成重大推手,進一步擴大領先對手三星(Samsung)、英特爾(Intel)等業者。市場傳出,三星記憶體及手機部門有意攜手台廠力挽頹勢,台積電及泛聯電家族可望受惠。
全球半導體產業競爭激烈,在晶圓代工方面,全球市場研究機構TrendForce統計,今年第二季前五大晶圓代工(Foundry)排行仍由台積電繼續蟬聯第一名,單季營收208.2億美元、市占達62.3%,排名第二的三星單季營收季增14.2%至38.3億美元,市占11.5%。此外,中芯國際、聯電及格芯尾隨其後,市占達5.7%、5.3%及4.9%。
三星近期各大業務進展不如預期,晶圓代工、記憶體業務飽受競爭對手台積電、海力士挑戰,手機品牌業務更深陷「綠線門」事件困擾,為力挽頹勢三星冀望於台廠合作。
三星3奈米製程導入不順,不再鎖定韓系供應鏈,除逐步仰賴台積電製程支援,記憶體更力求與台積電合作。此外,市場傳出,三星明年S系列機種亦不排除將聯發科天璣系列納入二供行列,聯詠也有望取得部分訂單。
據指出,三星品牌業務因Exynos 2500生產良率問題,是否能順利搭載於手機上仍為未知,因此,除原有高通解決方案之外,據傳已找上聯發科天璣系列手機晶片,作為明年自家S系列高階機種二供。
受惠於三星轉單效應,台廠IC供應鏈有望同步受惠,法人透露,聯詠將擁有潛在機會,主因價格極具競爭力,加上聯詠今年已打入蘋果供應鏈,提供iPhone OLED DDIC,技術已獲得國際大廠認可,因此未來有望成為三星降本的選項之一。
另外,全球三大高頻寬記憶體(HBM)供應商美光、SK海力士與三星合計市占率高達9成,在美光在台設置動態隨機存取記憶體(DRAM)基地後,海力士也積極表態與台積電合作,三星記憶體業務總裁李正培(Jung Bae Lee)也釋出善意,喊話台積電未來合作的可能。
業者表示,由於HBM(高頻寬記憶體)導入AI晶片大廠之需求,簡單的HBM4 base die記憶廠自己可行生產,但如果客戶搭配的是ASIC,就需要領先技術配合,台積成為記憶體廠合作首選。
【社論】
由國際半導體協會主辦的「2024 SEMICON Taiwan」,正在台北南港展覽館盛大舉行。該展匯聚來自全球半導體產業領導者、技術專家、設備供應商及研究機構,展示最新技術成果,並研討產業未來發展趨勢。
展會亮點包括:矽光子、EUV光刻技術、異質整合創新應用、智慧製造與自動化解決方案(從晶圓製造到封裝測試全流程)、汽車電子與車用半導體(車規級晶片設計、製造和測試技術)、綠色半導體與可持續發展(減少半導體製造過程碳排放,可持續性供應鏈發展)、為企業提供展示創新技術和產品平台(吸引風險投資者)、促進新興技術交流與合作,推動產業創新生態發展。
重量級技術論壇與專業研討會也是眾所期待,主題涵蓋先進製程、封裝技術、車用電子、光子學、量子計算。
眾所周知,台灣半導體供應鏈在全球產業具有關鍵地位,未來發展方向受到多種因素影響,包括技術創新、全球市場需求變化、地緣政治風險管理及可持續發展趨勢。未來發展潛力甚大,但挑戰亦多。
台灣半導體產業主要發展方向:
一、持續推進2奈米及以下先進製程、3D堆疊和先進封裝技術。隨著摩爾定律放緩,2.5D和3D封裝技術將成為突破點,進一步提升晶片性能。異質整合將成為新一代高性能晶片關鍵技術,通過將不同功能集成在單一封裝內,滿足AI、5G和高性能計算等應用需求。
二、成熟製程仍是許多半導體應用主力技術,如物聯網、車用電子、消費性電子、電源管理IC和微控制器等。台灣供應鏈在成熟製程研發和生產上具備優勢,未來將致力提高成熟製程產能和效率,並針對特殊應用製程優化,開發針對電源管理、射頻、嵌入式非揮發性記憶體應用專用製程,滿足市場多元需求。
三、在地緣政治和全球供應鏈風險加劇背景下,台灣半導體產業需要確保供應鏈穩定和安全,包括本地化生產與多元化供應、加強對關鍵材料和設備生產能力,減少對單一國家或地區依賴。
四、環保和可持續性發展已為全球產業發展主題,半導體製造過程中能耗、水耗,和碳排放問題備受關注。
五、擴大投入研發CoWoS、3D封裝、晶圓級封裝、扇形封裝等技術,先進封裝技術與傳統封裝方式相比,具有異質整合、高帶寬與低延遲、降低功耗及更高集成密度等優勢。
六、矽做為光波導材料,能有效導引光信號,製作光波導、光調製器、探測器等元件,發展矽光子可在晶片上集成大量光學元件,實現通信系統高度集成和小型化,減少光電轉換損耗,提高傳輸效率。矽光子並兼容CMOS製程,可於標準半導體製造工廠中生產,降低成本並大規模生產。
七、擴大半導體設備研發與製造,除現有化學氣相沉積、物理氣相沉積、蝕刻、清洗、量測檢測設備,提高半導體設備自給率是產業鏈發展願景中不可或缺之重點。
八、促進創新生態系統:支持初創公司和創新項目,促進半導體相關領域創新,例如EUV光刻技術、新型材料(如碳化矽、氮化鎵)等。
國際半導體展受全球矚目,但我們亦發現:台灣半導體產業如欲保持國際關鍵地位,不被南韓、美國、中國,甚至其他東南亞國家超車,未來須克服議題甚多,面對韓中美等以國家鉅額補貼急起直追威脅,選擇與日本及歐洲主要國家戰略互補,應該是台灣鞏固半導體龍頭地位可行之途徑。
高處不勝寒,台灣半導體產業有今日之國際地位,是國人30年辛勤努力所得,面對複雜國際政經環境與劇烈競爭,未來仍需有效集結產學研,窮全國資源與人才,戰戰兢兢、一步一腳印推進,方能保住整條護國山脈,推動台灣經濟長期成長。
【2024-09-06/經濟日報/A2版/話題】
今年下半年「晶圓共乘」服務將於9月進行,IC設計大廠爭相卡位,拚搭上2奈米首班車。
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台積電將於9月啟動CyberShuttle(晶圓共乘)服務,業內人士透露,依照往年慣例,3月、9月各有一次向客戶收件的機會,協助業者搶攻今年下半年及明年上半年的各式製程計畫,吸引IC設計大廠爭相卡位。據了解,本次重頭戲有望出現2奈米節點製程,提供技術領先業者搶先布局。
台積電2奈米技術進展順利,新竹寶山新廠明年量產計畫不變,外傳蘋果2025年考慮採2奈米晶片,iPhone 17系列可能是第一批使用的裝置。
台積電N2P以及A16均在2026年下半年進入量產,持續提升功耗以及晶片密度。ASIC業者同步摩拳擦掌,儘管首次2奈米流片(Tape Out)尚無法確認客戶意向,然而,這將會是領先業界製程,未來更保有技術領先的地位。
CyberShuttle或稱MPW(多專案晶圓),是指將來自不同客戶的晶片同時放在同一片測試晶圓(Test Wafer)上,不僅可共同分擔光罩的成本,並能快速完成晶片試產和驗證,強化客戶的成本優勢與經營效率。
以台積電為例,CyperShuttle服務還提供驗證IP(矽智財)、Standard cell (標準單元庫)及I/O的子電路功能與製程兼容性;據悉能較原型設計(Prototype)成本減少9成。台積電表示,現階段的CyperShuttle服務涵蓋最廣泛的技術範圍,每個月最多能提供10個Shuttles服務。
9月台積電2奈米有望首次出現,提供測試晶片機會;IC設計業者指出,有別於以往業界熟悉的鰭式場效電晶體(FinFET),迭代進入環繞式閘極場效電晶體(GAAFET)結構,必須要讓市場盡快熟悉,並針對製作流程改進;同時也能提供相關產品給予終端客戶,證明已具備2奈米設計實力。
IC設計大廠指出,N2/A16開始設計很複雜,無論是chiplet、3D,明年2奈米測試晶片就會tape out。不過公司也強調,現在談贏得專案為時尚早,還需要多方面合作,但幾乎與每一家CSP業者都密切洽談下一代產品,仰賴的也是領先的技術。
ASIC(特定應用積體電路)業者透露,以CyberShuttle來看,7奈米以下先進製程專案數量不多,仍以成熟製程為主,可看出未來競爭將集中於少數前端業者身上,若未搭上2奈米首班車,恐將落後競爭對手半年時間,取得Shuttle車票更顯重要。
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ASIC大廠世芯-KY於23日召開法說會指出,世芯技術持續領先,與客戶及晶圓代工業者緊密合作,2奈米測試片最快於明年進入流片(Tape-out),外界則預估將成為業界首個進入GAAFET之設計服務業者。
另外,3、5奈米將為明年營運主軸,由IDM大廠AI加速器助攻,彌補最大客戶製程轉換空窗,陸系車用ASIC亦同步進入量產,支撐營運維持高檔。
市場預期世芯法說會將報佳音,22日見三大法人買盤卡位搶進,股價因此勁揚6.26%,23日續漲0.95%收2,655元。
世芯第二季每股稅後純益(EPS)再寫歷史新高達20.09元,累計上半年EPS達35.92元。其中,第二季度HPC營收占比達91%,近乎由AI所帶動;毛利率19%,相較第一季提升,不過受AI ASIC應用量產所致、略低於公司預期,但公司強調仍會持續提升產品價值。
世芯總經理沈翔霖認為,AI運算需求持續,北美雲端服務器供應商(CSP)業者積極建置自研晶片趨勢未變,將為世芯帶來強勁的增長。
沈翔霖透露,上半年採用7奈米乃至先進製程的營收占比高達95%,預計明年5奈米滲透率將提高,而相關IDM客戶之AI加速器已於第二季底量產、並開始貢獻營收。
下半年出貨將快速爬升,動能延續至2025年,補足最大客戶產品迭代周期;儘管客戶面臨挑戰,客戶如預計採用外部先進封裝解決方案,仍有信心將贏得第四代產品相關業務。
沈翔霖更點出未來關鍵機會:隨著CPU、GPU迭代持續,異質整合將會使產品設計變得非常複雜,也為世芯帶來深且廣之護城河;2奈米進入GAAFET(環繞式閘極場效電晶體)會是新的挑戰,封裝形式涉及CoWoS-L、小晶片(Chiplet)、3D IC,世芯與客戶、晶圓代工業者緊密配合,涵蓋2奈米、A16製程在內;他也重申,目前尚無法確定取得客戶訂單、為時尚早。
不過與晶圓代工業者的好關係,將具備競爭優勢,有信心於2025年維持2成的成長目標,惟成長幅度仍視CoWoS產能釋出而定;未來伴隨夥伴價格調整,亦有利於世芯同步提高NRE(委託設計)費用。
AI業績估翻倍增長;然車電、消費電子不如預期,下修全球半導體展望
台北報導
台積電首季每股稅後純益(EPS)8.7元,創史上同期新高。總裁魏哲家表示,擁有龐大預算的hyperscale CSP(超大規模雲端服務供應商),正加速從傳統伺服器轉移到AI伺服器,此一趨勢對公司有利,預期2024年台積電會是健康(healthy)的一年。
台積電預估AI業務今年翻倍成長,營收占比約11~13%,並以50%複合年增率高速前進,全年美元合併營收預估年增低到中段二十位數(low-to-mid-twenties)百分比。
但車電及消費性電子復甦不如預期,台積電下修2024年全球半導體市場(不含記憶體)展望。魏哲家表示,今年不計記憶體的半導體業產值成長約10%,低於前次預估超過10%的水準,且全球晶圓代工業產值將成長約14~19%,低於原先預估的20%。景氣利空籠罩,台指期夜盤大跌,台積電ADR 18日早盤一度大跌逾6%。
台積電18日舉行法說,首季繳出亮眼成績單,單季EPS 8.7元,再寫歷史同期新高。展望第二季,採美元計價方式,合併營收預估季增6%、年增27%,優於市場預估水準,今年資本支出目標維持280~320億美元。
財務長黃仁昭分析,第二季毛利率預估區間為51~53%、中值52%,季減1.1個百分點,主要是受地震影響約0.5%及電力成本上升、影響0.7~0.8%。營益率預估區間為40~42%,中值41%,季減1.0個百分點。
摩根大通證券科技產業分析師哈戈谷(Gokul Hariharan)詢問,近三月是否已見科技業變化,魏哲家說,從產業類別來看,可發現成長速度不快,手機需求是逐漸恢復,不是急劇復甦。PC從谷底往上,但恢復速度緩慢,AI伺服器需求非常強勁(very very strong),但傳統伺服器需求緩慢,不冷也不熱,IOT仍處低迷,而車用仍在庫存調整,原本台積電預期車用需求會回溫,但事實不然。
在先進製程方面,魏哲家強調,台積電維持技術領先,2奈米進度並無遞延,並將採用奈米片(Nano-sheet)結構,預計2025年第四季進入量產,且Tape-out數量更勝3奈米;不過因複雜度提高、CYCLE TIME長,因此2026年才會開始貢獻營收表現。此外,台積董事會核准2023年第四季之每股現金股利3.5元,預計6月13日除息、7月11日發放。