【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】
台北報導
記憶體大廠美光(Micron)今年參加台北國際電腦展(COMPUTEX),資深副總裁暨策略長David Moore以「智匯數據、無所不在」為題發表專題演說,美光總裁暨執行長Sanjay Mehrotra也透過影片說明美光在台灣重要營運進展,而才剛落成啟用的中科廠將會導入最先進的1α奈米DRAM製程及極紫外光(EUV)微影技術。
David Moore在主題演說中表示,疫情推動全球經濟加速數位化,5G、人工智慧(AI)、高效能運算(HPC)、物聯網等產業大趨勢,持續改變世界上每個產業,記憶體扮演關鍵角色。美光與台灣業者緊密合作,包括聯發科手機平台導入美光行動式DRAM及儲存裝置、與群聯及超微合作開發PCIe 5固態硬碟(SSD)、與研華共同打造最適合物聯網的DRAM及NAND Flash產品等。
David Moore亦宣布美光創投將注資第二輪基金2億美元於扶植深度技術(deep tech)領域的新創公司,關注範疇更廣的深度技術創新,同時為為彰顯美光追求多元平等包容(DEI)的承諾,第二階段基金將有20%的投資資本鎖定由女性及其他少數族群所領導的新創公司。
Sanjay Mehrotra表示,台灣擁有世界上最先進的邏輯和DRAM半導體技術,美光在台灣創建DRAM卓越製造中心,是先進的半導體製造生態系統,並部署導入人工智慧(AI)的自動化智慧製造系統,有助提高營運效率。美光是台灣最大外資企業,美光台中廠是最先進製程的DRAM廠,除了導入1α奈米DRAM製程,EUV技術也會在今年導入,而美光在台灣員工人數已達1萬人,未來還會持續增加工作機會。
美光已宣布將EUV技術放入DRAM技術藍圖,將由10奈米世代中的1γ(gamma)製程節點開始導入。美光的EUV製程DRAM會先在台灣開始生產,美光台中A3廠是美光首座支援EUV製程DRAM廠,預計2024年進入量產階段,之後再擴大應用到美國、日本等其它地區的DRAM廠。
台灣廠將成美光旗下 導入EUV製程首例
台北報導
記憶體大廠美光(Micron)宣布未來十年將投入1,500億美元資本及研發資出,美光全球營運執行副總裁Manish Bhatia表示,美光持續看好5G、雲端、電動車及人工智慧(AI)等新興領域將會帶來龐大記憶體需求,成為美光投入大筆資本支出的關鍵,但目前尚未底定資本投入方向,並重申台灣依舊是美光生產供應鏈的重要角色。
美光宣布未來十年將投入1,500億美元資本支出,Manish指出,由於電動車、5G、雲端、人工智慧及智慧手機等終端需求不斷成長,以美光現有產能無法因應未來十年的記憶體需求,因此將以規劃1,500億美元投入增加產能及製程研發等應用。至於美光1,500億美元資本支出案,目前是否有任何新建廠房規劃。Manish說,美光當前尚無確切計畫可透露,未來會持續與美國、新加坡及台灣等政府持續溝通,評估各地新建廠計畫。
不過,Manish也坦承,1,500億美元的資本支出計畫當中確定會包含製程研發及微縮成本。他指出,製成微縮成本相當高,但這也是讓利潤成長的關鍵之一,因此美光會持續投入在DRAM、NAND Flash的先進研發開發。
針對外媒報導指出,美光正在評估在美國設廠的可能性。對此,Manish表示,美光確實有在評估在美國設廠計畫,不過由於在美國生產成本高出亞洲35~45%,因此後續需要評估美國聯邦政府及地方政府補貼措施,才會產生足夠誘因在美國設廠,且即便在美國設廠,也不會取代亞洲生產供應鏈的地位。
外界傳出,美光在日本廣島現有廠區將投入8,000億日圓(約合新台幣1954.5億元)擴建廠房,代表台灣在美光生產供應鏈地位恐因此降低。對此,Manish表示,美光在廣島的投資案一事並未獲得公司證實,且台灣目前為美光最先進製程1α奈米製程DRAM的生產重鎮,未來台灣美光更將導入極紫外光(EUV)製程DRAM廠,為旗下全球首座支援EUV製程的DRAM廠。
對於記憶體產業在2022年恐迎來衰退,Manish認為,短期確實有遇到一些記憶體需求修正的壓力,不過從中長期角度來看,在各式新興終端應用持續發展同時,記憶體含量需求只升不減,因此美光仍舊看好未來記憶體市場發展。
執行長Sanjay Mehrotra:未來三年再增2,000名員工,擴編在地團隊
獨家專訪
記憶體大廠美光科技(Micron)執行長Sanjay Mehrotra於19日接受本報獨家專訪,指出美光在台設立DRAM卓越中心,過去三年平均每年在台投資30億美元,是台灣最大外商企業,Sanjay Mehrotra表示,非常看重台灣DRAM技術開發及量產能力,美光今年剛進入量產的台中A3廠會是首座支援極紫外光(EUV)製程DRAM廠。以下是專訪紀要。
台中A3廠 率先全球生產
問:美光導入EUV時程進度為何?
答:美光已宣布將EUV技術放入DRAM技術藍圖,將由10奈米世代中的1γ(gamma)製程節點開始導入。美光的EUV製程DRAM會先在台灣開始生產,台中A3廠會是首座支援EUV製程DRAM廠,預計2024年進入量產階段,之後再擴大應用在美國等其它地區的晶圓廠。美光非常重視台灣的EUV技術研發能力,過去幾年EUV研發中心就在台灣,並已建立很好的生態系統支援,美光善用台灣團隊的專長,已為進入EUV製程世代做好準備。
加快台晶圓、封測廠建置
問:台積電及ASML近期在台大舉徵才,美光今年人才招募計畫為何?
答:美光在台灣有9,000多名員工,是很棒的團隊,讓美光成為記憶體技術的市場領導者。美光DRAM卓越中心設在台灣,台灣團隊參與了1α(alpha)先進製程節點開發,現在已在台中廠進入量產,同時也是1α製程第一個生產據點。美光是台灣最大外商企業,過去三年平均每年在台投資30億美元,未來也會深耕台灣,加快台灣晶圓廠及封測廠技術推進及產能建置,未來2~3年會再增加2,000名員工,會持續擴大台灣團隊規模。
問:美光獲得多項最佳職場認證,如何做到跨國最佳職場?
答:美光在記憶體市場是技術領導者,1α製程DRAM、176層3D NAND等先進技術都已量產,關鍵原因之一在於有很好的職場讓員工能發揮所長,原因之二是美光十分重視多元包容的企業文化,原因之三是員工重視行善及社會責任,三大原因造就跨國最佳職場。美光去年捐贈50萬美元協助台灣科學及大學教育,疫情期間也大力協助各地社群,員工有很好的職場就可以協助企業技術領先且引領創新。
記憶體供需 並未失衡
問:記憶體廠商今年紛紛提高資本支出,美光如何看待記憶體市場供需變化?
答:記憶體在2000年占全球半導體市場比重僅10%,但現在占比已達30%。從供給的角度出發,摩爾定律放緩、資本密集度提升等趨勢,整個記憶體市場的供需並未失衡,和過去幾年相比逐漸好轉。展望未來幾年,整體產業的供需態勢預計會是穩健、健康的狀態。
將採CIP計畫減少光罩使用道數,降低晶圓代工價格過高問題
台北報導
晶圓代工龍頭台積電下半年5奈米接單滿載,優化版4奈米明年進入量產,已獲蘋果、高通、聯發科、博通、英特爾等大廠採用,但3奈米推進面臨晶片設計複雜度及晶圓代工成本大幅拉高等問題,關鍵在於新款極紫外光(EUV)曝光機採購金額創新高,產出吞吐量(throughput)提升速度放緩,恐將導致3奈米晶圓代工價格逼近3萬美元。
由於3奈米晶圓代工價格過高恐影響客戶製程微縮速度,為了在明年之後加速客戶5奈米產品線轉換至3奈米,並維持先進製程依循摩爾定律推進軌道,設備業界透露,台積電將啟動EUV持續改善計畫(Continuous Improvement Plan,CIP),希望在略為增加晶片尺寸的同時,減少先進製程EUV光罩使用道數,以降低3奈米「曲高和寡」問題。
台積電近幾年擴大採購EUV曝光機,下半年5奈米產能全開,包括蘋果A15應用處理器及M1X/M2電腦處理器、聯發科及高通新款5G手機晶片、超微Zen 4架構電腦及伺服器處理器等將陸續導入量產。台積電為了維持技術領先,由5奈米優化後的4奈米將在明年進入量產,全新3奈米也將在明年下半年導入量產,然而客戶端對於延長使用4奈米或採用全新3奈米態度搖擺,關鍵差別在於EUV光罩層數多寡決定了晶圓代工價格高低。
業者分析,EUV曝光機價格愈來愈高,下半年即將推出的NXE:3600D價格高達1.4~1.5億美元,產出吞吐量每小時可達160片12吋晶圓,與上代機型相較增加幅度不大。而由製程上來看,4奈米主要是以5奈米進行優化,EUV光罩層大約在14層以內,但3奈米預計將採用25層EUV光罩層,所以3奈米晶圓代工價格恐怕上看3萬美元,並不是所有客戶都願意買單。為了降低客戶產品線由5奈米向3奈米推進速度放緩的疑慮,台積電啟動EUV CIP計畫改善製程,希望透過減少EUV光罩層使用道數及相關材料,例如將3奈米的25層EUV光罩層減少至20層。設備業者指出,雖然晶片尺寸將因此略為增加,但若計畫成功可以有效降低生產成本及晶圓價格,加快客戶產品線轉向3奈米。
台北報導
DRAM廠南亞科9日召開法人說明會,受惠於第二季DRAM平均銷售價格上漲30%,推升合併營收達266.37億元,歸屬母公司稅後淨利季增近1.3倍達61.62億元,每股淨利2.00元優於預期。南亞科總經理李培瑛表示,全球經濟逐步復甦有助整體DRAM需求成長,第三季價格將逐月或逐季調漲,第四季價格還有續漲機會,下半年展望樂觀正面,但需留意長短料對供應鏈影響。
南亞科第二季雖然DRAM位元銷售與上季持平,但出貨均價大漲30%,推升合併營收季增27.7%達226.37億元,較去年同期成長37.3%,平均毛利率季增13.2個百分點達42.3%,與去年同期相較提升11.7個百分點,代表本業獲利的營業利益季增逾1.3倍達70.63億元,與去年同期相較成長近1.2倍。
南亞科第二季歸屬母公司稅後淨利61.62億元,與第一季相較大幅成長近1.3倍,與去年同期相較亦大幅提升91.3%,為2019年第一季以來的十季度獲利新高,每股淨利2.00元並優於市場預期,而第二季底每股淨值提升至51.43元。
李培瑛表示,供應鏈長短料對個人電腦、伺服器等生產鏈的影響,以及新冠肺炎疫情持續,甚至是DRAM廠的資本支出變化情況,都有可能延遲復甦,也是需要特別關注的變數。
至於第三季DRAM價格展望,李培瑛表示,目前看來DRAM第三季將逐月或逐季調漲,但漲幅不會像第二季那麼大,第四季價格有機會續漲或與上季持平。至於在出貨量,南亞科第三季位元成長率是持平或微幅下滑,主要是產能已達上限且庫存已消化。
由於三大DRAM廠已加快進行極紫外光(EUV)微影技術的布局,李培瑛表示,EUV的使用會是長期的發展趨勢,不會突然間爆發,加上採購EUV曝光機的時間長,未來廠商的規劃多數會以新產能的應用為主,因為應用在舊產能上不符合經濟效益,所以在2022年對市場影響不會太大。
南亞科為了滿足市場要求及長遠發展,已宣布將在南林科學園區中興建新DRAM廠,持續導入先進製程及產品並擴充產能,新廠總月產能預估達4.5萬片,第一期工程預計年底動土,目標於2023年底前完工並開始裝機量產,總投資金額達新台幣3,000億元,包括先期建置EUV生產能力。李培瑛表示,雖然南亞科第三代10奈米製程可能還不會採用EUV技術,但會為長遠布局預做準備。
規劃建置極紫外光(EUV)微影生產線,預估2024年開始第一階段量產。
台北報導
DRAM廠南亞科董事長吳嘉昭與新北市市長侯友宜20日共同宣布,南亞科規劃於新北市泰山區南林科技園區,投資興建一座雙層無塵室12吋DRAM廠,總投資金額達新台幣3,000億元。此座廠房將採用南亞科自主研發10奈米製程技術生產DRAM,同時規劃建置極紫外光(EUV)微影生產技術。
台塑集團總裁王文淵及經濟部工業局局長呂正華到場力挺,說明台塑集團及政府全力支持新DRAM廠投資計畫。
南亞科新廠月產能預估將達4.5萬片,總投資金額達新台幣3,000億元,預期可直接提供2,000個優質工作機會,並間接創造產業鏈數千個就業機會。新DRAM廠預估以7年分三階段完成投資,第一階段將建置月產能1.5萬片生產線並導入第二代10奈米製程量產DDR5或LPDDR5,預計2021年底動工,2023年底完工,2024年開始第一階段量產。
吳嘉昭表示,DRAM是所有電子產品智慧化的關鍵元件,是半導體產業極為重要的一環。因應全球記憶體市場成長趨勢,此次南亞科投資興建先進晶圓廠,提升國際競爭力,台塑企業將全力支持,以具體行動增加高經濟產值與優質工作機會。同時,南亞科長期經營穩健且財務健全,已實現DRAM技術自主里程碑,未來將持續創新研發,以邁向企業永續為目標。
南亞科總經理李培瑛表示,這是南亞科4年多來再度展開新廠投資計畫,南亞科在全球DRAM市場占有率約3%,建新廠並不是為了擴大市占率,主要是希望能提升競爭力,縮小與競爭同業的差距,同時也是基於公司長遠發展需求
李培瑛表示,DRAM應用相當多元,包括5G、人工智慧(AI)、自駕車與雲端等,DRAM市場需求每年穩定成長約15~20%,相關DRAM廠也都理性擴產,對南亞科來說,既有廠房空間已經不足,因此決定興建新12吋晶圓廠,量產第一階段將建立月產能1.5萬片生產線,並導入自主研發第二代10奈米製程,至於EUV技術開發將在第三代10奈米製程啟動。
台積電半導體製程持續微縮,驅動能源效率每二年倍增
台北報導
晶圓代工龍頭台積電董事長劉德音表示,市場對於人工智慧(AI)及5G的數位運算效能提升永不滿足,技術的創新會持續推動更具能源效率的運算需求,而半導體技術持續微縮,也將造就每二年能源效率提升、倍增的情況。
劉德音23日參加台灣國際半導體展(SEMICON Taiwan)大師論壇,以IC創新的未來為題發表演說。他表示,2020年已進入5G及「無所不在運算」的時代,世界因為科技創新持續轉變並向前邁進,如台積電為聯發科代工的7奈米5G手機晶片天璣1000,運算效能是12奈米4G手機晶片Helio P90的2倍,資料下載速度更是提升8倍。
劉德音表示,5G技術同時帶來大數據(Big Data)及AI運算成為顯學,先進製程則可以讓晶片進行更具能源效率的運算。例如台積電為超微代工的7奈米第二代EPYC伺服器處理器,運算效能是上代14奈米第一代EPYC處理器的2倍以上,但功耗卻反而大幅降低50%。
劉德音也舉例指出,台積電為輝達代工的7奈米A100繪圖處理器因運算效能大幅提升,伺服器建置成本與前代產品相較僅十分之一,耗電量大幅降低到只有前代產品的二十分之一。
另外,台積電為賽靈思代工的7奈米Versal ACAP的運算效能,幾乎等於22個16奈米可程式邏輯閘陣列(FPGA)。
劉德音說,半導體製程微縮正在驅動能源效率的提升,7奈米微縮至5奈米可以提升13%運算速度、降低21%功耗,5奈米微縮至3奈米可提升11%運算速度及降低27%功耗。而要推動製程微縮,除了採用先進的極紫外光(EUV)微影技術,還包括電晶體架構及半導體材料的創新。
劉德音表示,未來幾年半導體技術進入3奈米及更先進製程,會採用新的電晶體架構及材料、更優化的EUV技術、以及新的系統架構及3D整合等。所以製程節點會不斷的向下微縮至比奈米更細小,運算效能提升的同時也可大幅降低功耗,每二年能源效能提升倍增的趨勢不會停止。而半導體要持續創新,會更需要供應鏈所有合作夥伴共同合作才行。
極紫外光微影技術引爆強勁需求
台北報導
極紫外光(EUV)已確定是次世代微影技術主流,隨著DRAM廠開始在16奈米及更先進製程、晶圓代工廠及IDM廠在7奈米及更先進邏輯製程等開始導入EUV技術,引爆極紫外光光罩盒(EUV Pod)強勁需求。由於半導體廠接單中只要多1層EUV光罩層需求,就要對應增加約240~260顆EUV Pod採購量,家登(3680)成為最大受惠者,現有產能滿載供不應求,訂單也已經排滿到明年上半年。
根據設備大廠艾司摩爾(ASML)統計,自2011年開始生產採用EUV微影技術晶圓以來,至2018年第二季末為止,累計採用EUV曝光的晶圓數高達320萬片,其中光是2018年的前6個月,累計晶圓就達100萬片左右。隨著台積電及三星晶圓代工開始量產支援EUV的7奈米,英特爾將在2021年後量產採用EUV製程7奈米,以及三星及SK海力士著手興建支援EUV的DRAM生產線,EUV市場已進入成長爆發階段。
今年EUV設備能提供的晶圓吞吐量已開始符合半導體廠量產需求,而根據ASML的預估,月產能達4.5萬片的7奈米或5奈米12吋晶圓廠,每增加1層EUV光罩層需求就要搭配1台EUV機台系統支援;而月產能達10萬片的16奈米至1A奈米DRAM廠,每增加1層EUV光罩層需求就需搭配1.5~2台的EUV機台系統支援。
業者分析,若月產能達4.5萬片的7奈米12吋廠所生產的處理器或繪圖晶片,EUV光罩層數加總起來若達20層,生產線上就得搭配安裝20台EUV機台系統。此外,目前7奈米單一晶片平均採用的EUV光罩層數約3~5層,但微縮至5奈米製程後的EUV光罩層數將大舉提升至14~16層,若再進一步微縮至3奈米製程,EUV光罩層數可能會高達24層以上。
隨著EUV光罩層數的快速增加,生產鏈已經全面動了起來,由於每增加1層EUV光罩層,就要對應增加約240~260顆EUV Pod採購量,但EUV Pod使用年限最多只有2年。所以,隨著EUV光罩層數持續提高,投入EUV量產的半導體大廠均擴大釋出EUV Pod採購訂單,家登成為最大受惠者,現有產能到年底已滿載供不應求,訂單也排滿到明年上半年。