晶圓代工龍頭臺積電全球市占率約55%,市值排名全球第十大。根據(jù)高科技產(chǎn)業(yè)研究機構(gòu)TrendForce 最新預(yù)估,2020 年第三季全球晶圓代工業(yè)者營收將成長14%,其中,臺積電第三季營收年成長高達(dá)21%,這么大的量體卻屢屢繳出令市場驚艷的成長性,相較之下,市占率排第二的三星電子年成長僅4%。
臺積電如何甩開高喊「半導(dǎo)體愿景2030」窮追不舍的三星,并且能一邊維持成長動能一邊稱霸產(chǎn)業(yè),從8 月25 日臺積電舉辦的2020 年度全球技術(shù)論壇就能找出一些蛛絲馬跡與解答。
沖刺先進制程,7 納米兌現(xiàn)業(yè)績,2 納米投入研發(fā)
在甫舉行的技術(shù)論壇中,臺積電總裁魏哲家針對臺積電7 納米、5 納米、3 納米及2 納米制程、封裝技術(shù)發(fā)展及未來布局關(guān)鍵,進行專題演講。
魏哲家從目前具備量產(chǎn)能力的7 納米(N7)產(chǎn)品談起。他透露,2018 年4 月開始量產(chǎn)的7 納米制程芯片近期達(dá)出貨10 億顆里程碑,出貨占今年第二季晶圓銷售金額36%。
魏哲家還指出,N7 量產(chǎn)一年后,N7+ 強化版也正式量產(chǎn),成為全球第一個進入商業(yè)量產(chǎn)的EUV 半導(dǎo)體制程。
根據(jù)TrendForce 預(yù)測,臺積電第三季營收主力為7 納米制程,受惠于5G 建設(shè)持續(xù)部署、高效能運算和遠(yuǎn)端辦公教學(xué)的CPU、GPU 等強勁需求,產(chǎn)能維持滿載。目前5 納米制程已進入量產(chǎn)階段,正計劃努力擴產(chǎn),強化版5 納米制程則預(yù)計明年量產(chǎn)。
同時臺積電也積極布局更先進的N4 與N3 制程。N4 是臺積電5 納米家族的最新成員,可進一步提升效能、功耗、密度以滿足多樣化產(chǎn)品需求,預(yù)計2021 年第4 季正式試產(chǎn);N3 為3 納米制程,計劃2021 年試產(chǎn), 2022 下半年量產(chǎn)。
魏哲家指出,N3 的定位是成為全世界最先進制程技術(shù)。技術(shù)業(yè)務(wù)開發(fā)資深副總經(jīng)理張曉強補充,3 納米制程雖延用FinFET(鰭式場效電晶體)技術(shù),卻采用全新節(jié)點技術(shù),運算速度增加10%~15%、功耗降低25%~30% 、邏輯電晶體密度增加1.7 倍。
張曉強還透露,2 納米也已投入研發(fā),預(yù)計最快2024 年后現(xiàn)身。
在技術(shù)布局,積極追趕臺積電的三星也并未慢下來,三星第2 季財報會議表示,5 納米制程于2020 年第2 季開始量產(chǎn),并預(yù)計下半年拓展用戶,正式大量投產(chǎn)。顯示雙方在7 納米以下制程的戰(zhàn)局越來越激烈。
雖說20 納米世代后,納米制程定義出現(xiàn)分歧,變得有些像紙上數(shù)字游戲。不過,臺積電推動制程的優(yōu)勢,確實是大家有目共睹。
值得一提的是,臺積電沖刺先進制程的同時,也采取穩(wěn)健路線,確保制程推進順利。例如導(dǎo)入EUV 時,相比技術(shù)不成熟時就直接全面采用EUV 的三星,臺積電在沿用FinFET 推出7 納米產(chǎn)品的基礎(chǔ)上,再推出EUV 進階版,確保量產(chǎn)良率。又或者,考慮到7 納米以下投資金額巨大,臺積電也會采取和大客戶共同研發(fā)的策略,并確保拿到訂單后準(zhǔn)確預(yù)估規(guī)模。
公布先進制程訊息方面,相比對手,臺積電也顯得更謹(jǐn)慎。張曉強表示,接下來臺積電準(zhǔn)備興建新的研發(fā)中心。新建研發(fā)中心將容納8 千名工程師及科學(xué)家生活工作,并擁有一條全世界最先進的研發(fā)產(chǎn)線,預(yù)計2021 年啟用。
擴充產(chǎn)能方面,臺積電也動作不斷,近期砸逾新臺幣50 億元向家登、力特與益通買下南科廠區(qū)。負(fù)責(zé)營運組織的資深副總經(jīng)理秦永沛強調(diào),臺積電每年持續(xù)投資100 億美元以上擴充產(chǎn)能,產(chǎn)能位居全球第一,并大幅超越三星3 倍以上。
先進封裝將是下一個決勝場域
然而,隨著摩爾定律面臨諸多瓶頸、先進制程逼近物理極限時,業(yè)界普遍認(rèn)為,先進封裝技術(shù)會成為晶圓代工領(lǐng)域的另一重要戰(zhàn)場。
三家龍頭均已提早布局先進封裝技術(shù),制程落后的三星更期望以封裝技術(shù)為發(fā)力點,借助3D IC 封裝技術(shù)X-Cube 挑戰(zhàn)臺積電。
據(jù)三星公布,X-Cube 技術(shù)將邏輯與SRAM 向上堆疊以減少芯片面積,再以直通矽穿孔(TSV)技術(shù),提升系統(tǒng)整合芯片的資料處理速度,使之可搭載高容量記憶體解決方案,增加用戶設(shè)計自由度同時改善功耗。三星已正式宣布,3D IC 封裝技術(shù)X-Cube 將可用于7 / 5 納米。
而在布局先進封裝技術(shù)的部份,臺積電也絲毫沒有示弱。臺積電認(rèn)為,目前2D 半導(dǎo)體微縮已不符合未來的異質(zhì)整合需求,3D 半導(dǎo)體微縮成為可滿足未來系統(tǒng)效能、縮小面積、整合不同功能等解決方案。
魏哲家強調(diào),臺積電也將CoWoS、InFO-R、ChiponWafer、WaferonWafer 等先進3D 封裝技術(shù)平臺匯整,未來將統(tǒng)一命名為「TSMC3DFabric」。此平臺將持續(xù)提供介面連結(jié)解決方案,以達(dá)成用戶在整合邏輯芯片、高頻寬記憶體及特殊制程芯片的需求。
臺積電3D IC 封裝技術(shù),預(yù)計2021 年正式亮相。業(yè)界預(yù)計,三星爭取主動先進封裝進擊,可能自2022 年開啟。
過去,臺積電憑著InFO 封裝技術(shù)力,奪下蘋果訂單,這對三星而言是教訓(xùn)在先,對臺積電則可謂是乘勝追擊。
臺積電不與客戶競爭,有33 年的客戶信任優(yōu)勢
目前,臺積電7 納米產(chǎn)品供不應(yīng)求,5 納米接單不斷,3 納米首波產(chǎn)能由已釋出MacBook 新單的蘋果包下。
最新訊息顯示,蘋果也已提前包下2 納米產(chǎn)品首波產(chǎn)能。
盡管在中美貿(mào)易沖突加劇下,市場傳出擔(dān)憂的聲音。但目前看來,由于手上握有蘋果、AMD、NVIDIA、聯(lián)發(fā)科、高通等大公司訂單,臺積電并無訂單銳減之虞。就連魏哲家也表示,相比以往,用戶更積極導(dǎo)入先進制程。
三星方面,據(jù)媒體報導(dǎo),目前已拿下高通、IBM 及思科、Google 訂單。但也有業(yè)者透露,三星7 納米EUV 制程接單寥寥,5 納米制程也沒有拿下高通以外大額訂單,與臺積電的接單狀況形成對比。
憑著技術(shù)領(lǐng)先,臺積電的搶單表現(xiàn)并不令人意外。不過比起競爭對手三星,臺積電不得不提的優(yōu)勢一定是用戶信任。
受限于基因,三星的劣勢顯而易見。一方面,三星自營智慧手機和CPU 業(yè)務(wù),與蘋果、高通等廠商有競爭關(guān)系;另一方面,半導(dǎo)體代工用戶需向有競爭關(guān)系的三星提電源供應(yīng)路設(shè)計圖,難免有牴觸心理。
這場剛過去的臺積電技術(shù)論壇,魏哲家演講最后強調(diào),臺積電33 年來與用戶建立的信任關(guān)系,是臺積電能持續(xù)發(fā)展的核心價值。臺積電始終保持不與用戶競爭、不推出自有產(chǎn)品的原則,投注所有資源確保各家客戶的成功。
結(jié)語
早在2017 年張忠謀就預(yù)測,臺積電與三星的競爭或?qū)⒀葑優(yōu)閼?zhàn)爭。
目前來看,盡管三星極力追趕,嘗試奪取臺積電寶座,但差距尚未縮小。而憑著先進制程和封裝技術(shù),加上搶單實力,臺積電坐穩(wěn)晶圓代工龍頭同時,正全方位深挖護城河,確保維持與競爭對手的差距。