今年早些時候，臺積電宣布了280億美元的巨額投資，許多行業(yè)觀察家將這一增長歸因于為準(zhǔn)備為英特爾和其他大客戶生產(chǎn)CPU的3納米產(chǎn)能。然而根據(jù)分析師的預(yù)測，情況并非如此 。
據(jù)分析師在本周早些時候的預(yù)測，目前，臺積電的N5產(chǎn)能約為每月55,000?60,000晶圓啟動（WSPM）。鑒于臺積電無法再為華為的海思半導(dǎo)體提供服務(wù)，該晶圓代工廠的主要和最大的N5客戶是蘋果公司，該公司利用這項技術(shù)為其最新產(chǎn)品生產(chǎn)了A14 Bionic和M1片上系統(tǒng)。蘋果是臺積電的主要客戶之一，可以盡早使用最新的工藝技術(shù)，并且是率先采用最新節(jié)點的公司之一。
預(yù)計今年晚些時候，臺積電的其他客戶（例如AMD和高通）將開始使用制造商的N5制造工藝，屆時對該技術(shù)的需求將大大增加。分析師表示，為了滿足2021年及其后幾年對N5節(jié)點的需求，臺積電將把其資本支出的絕大部分用于擴大N5容量。
分析師認(rèn)為，臺積電未來的N5容量將是當(dāng)前的兩倍，即達(dá)到110,000?120,000 WSPM，這實質(zhì)上意味著臺積電將在一年后擁有專門用于N5系列的GigaFab，其中包括N5，N5P，和N4技術(shù)。所有這些過程在設(shè)計規(guī)則，IP和SPICE級別上都是兼容的，這也是它們將在未來幾年中使用的技術(shù)。
臺積電的另一個長節(jié)點將是其N3（3 nm）技術(shù)。與N5相比，N3工藝有望提供高達(dá)15％的性能提升（在相同的功率和晶體管數(shù)下），或高達(dá)30％的功耗降低（在相同的速度和晶體管數(shù)下），以及多達(dá)20％的性能提升。SRAM密度提高了％，邏輯密度提高了70％。臺積電預(yù)計N3將于今年晚些時候進(jìn)入風(fēng)險生產(chǎn)，而批量生產(chǎn)預(yù)計在2022年下半年進(jìn)行。
請記住，再過一年將不再需要N3進(jìn)行批量生產(chǎn)（HVM），對于臺積電來說，在2021年日歷上花大量的時間在N5上而不是在2022年為N3做準(zhǔn)備是合乎邏輯的。預(yù)計該公司今年仍將建設(shè)一條試驗性的N3生產(chǎn)線，產(chǎn)能約為10,000?15,000 WSPM。
N3和N5節(jié)點都廣泛依賴于極紫外（EUV）光刻。為了擴大N5的容量并裝備N3晶圓廠，TSMC將需要采購并交付ASML的Twinscan NXE光刻機。EUV工具需要大約六個月的時間進(jìn)行校準(zhǔn)，因此臺積電的擴展計劃必須非常精確，以確保在需要時準(zhǔn)確準(zhǔn)備好設(shè)備。
如今，臺積電（很大程度上在半導(dǎo)體行業(yè)）的主要不確定因素是英特爾的外包計劃。到目前為止，該公司已經(jīng)披露了將某些GPU和SoC外包給臺積電（TSMC）的計劃，并且相信這些芯片將使用臺積電（TSMC）的N5或N7節(jié)點制造。然而，目前尚不清楚這家芯片巨頭是否打算將其主流和高性能CPU的生產(chǎn)外包給臺積電。
從晶體管密度的角度來看，英特爾的10nm SuperFin制造工藝（約100 MT / mm?）可與臺積電的N7 +技術(shù)（約115 MT / mm?）相提并論，但英特爾自己的技術(shù)可能仍然更適合該公司。已為此節(jié)點量身定制了CPU。同時，臺積電的N5在晶體管密度（？170 MT / mm?）方面具有顯著優(yōu)勢，這點尤其是在GPU方面是不容忽視的。當(dāng)英特爾在2023年有時準(zhǔn)備好采用其7納米技術(shù)（預(yù)計將使現(xiàn)有晶體管密度增加一倍）時，它仍將落后于臺積電的N3，這意味著英特爾將其中的一部分外包出去是有意義的。該公司向臺積電（TSMC）出售的產(chǎn)品，正是幾周前新任首席執(zhí)行官帕特里克·基辛格（Patrick Gelsinger）所說的。
“出于工程資源/資本支出分配的利益，我們認(rèn)為英特爾不太可能在同一制程中同時進(jìn)行內(nèi)部和外部混合晶圓生產(chǎn)；因此，我們期望任何外包決策都將是二進(jìn)制結(jié)果（即，全部”，其他則什么也沒做），“ 分析師l在給客戶的說明中寫道?！辫b于臺積電在EUV技術(shù)和容量準(zhǔn)備方面顯然已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于英特爾，考慮到其目前的立場，我們預(yù)計英特爾的CPU外包將是前進(jìn)的最佳途徑?！?/p>
如果英特爾繼續(xù)計劃將其大部分產(chǎn)品外包給臺積電，以在2022年趕上AMD，那么該晶圓廠是否有足夠的能力服務(wù)于英特爾及其現(xiàn)有客戶還有待觀察，特別是保持請記住，由于AI，HPC和邊緣計算的大趨勢，與當(dāng)前節(jié)點的需求相比，N3節(jié)點的需求可能更高。
從英特爾的財務(wù)角度來看，資本支出非常省錢，可以利用臺積電的制造能力來制造產(chǎn)品，同時專注于架構(gòu)創(chuàng)新，但對于英特爾的長遠(yuǎn)未來而言，這可能并不是一個好的計劃。臺積電已經(jīng)比英特爾擁有更多的EUV經(jīng)驗，并且在EUV生態(tài)系統(tǒng)中也具有一定的標(biāo)準(zhǔn)制定能力。如果英特爾不追趕潮流，那么它將持續(xù)很多年，并且將無法利用其卓越的制造工藝作為與競爭對手的競爭優(yōu)勢。