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?臺(tái)積電詳細(xì)介紹3nm技術(shù),,依然用FinFET

2020-08-25
來源:半導(dǎo)體行業(yè)觀察
關(guān)鍵詞: 臺(tái)積電 3nm 5nm

  據(jù)anandtech報(bào)道,在臺(tái)積電的年度技術(shù)研討會(huì)上,,他們?cè)敿?xì)介紹了其未來的3nm工藝節(jié)點(diǎn)的特性,,并以N5P和N4工藝節(jié)點(diǎn)的形式為5nm后續(xù)產(chǎn)品制定了路線圖。

  從臺(tái)積電即將推出的N5工藝節(jié)點(diǎn)開始,,該節(jié)點(diǎn)代表了其第二代的深紫外線(DUV)和極紫外(EUV)工藝節(jié)點(diǎn),,該節(jié)點(diǎn)位于很少使用的N7 +節(jié)點(diǎn)之后(例如,麒麟990 SoC使用的節(jié)點(diǎn)),。臺(tái)積電已經(jīng)開始量產(chǎn)了幾個(gè)月,,因?yàn)槲覀冾A(yù)計(jì)臺(tái)積電此時(shí)將向客戶出貨硅片,而今年的消費(fèi)類產(chǎn)品也將出貨,。蘋果的下一代SoC可能是該節(jié)點(diǎn)的首批候選者。

  臺(tái)積電(TSMC)詳細(xì)說明,,N5目前的缺陷密度僅為N7的四分之一,,新節(jié)點(diǎn)的批量生產(chǎn)時(shí)其良品率要高于其先前的主要節(jié)點(diǎn)N7和N10,預(yù)計(jì)缺陷密度應(yīng)該會(huì)繼續(xù)提高,。

  報(bào)道表示,,這家全球領(lǐng)先的代工廠正在準(zhǔn)備推出一個(gè)基于當(dāng)前N5工藝的新N5P節(jié)點(diǎn),該節(jié)點(diǎn)以5%的速度增益和10%的功耗降低來擴(kuò)展其性能和功率效率,。

  除了N5P之外,,臺(tái)積電還引入了N4節(jié)點(diǎn),它代表了N5工藝的進(jìn)一步發(fā)展,,它采用了更多的EUV層來減少掩膜,,而芯片設(shè)計(jì)師所需的移植工作卻最少。我們將從2021年第四季度看到N4的風(fēng)險(xiǎn)試產(chǎn),,到2022年晚些時(shí)候開始批量生產(chǎn),。

  今天最大的新聞是臺(tái)積電披露了他們超越N5工藝節(jié)點(diǎn)一代家族(3nm N3節(jié)點(diǎn))的下一個(gè)重大飛躍。我們聽說,,臺(tái)積電去年以來一直在努力定義節(jié)點(diǎn),,進(jìn)展順利。

  與三星利用GAA(全柵閘)晶體管結(jié)構(gòu)的3nm工藝節(jié)點(diǎn)相反,臺(tái)積電將堅(jiān)持使用FinFET晶體管并依靠“創(chuàng)新功能”使它們實(shí)現(xiàn)N3承諾的全節(jié)點(diǎn)縮放帶來,。

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  與N5節(jié)點(diǎn)相比,,N3承諾在相同功率水平下將性能提高10-15%,或在相同晶體管速度下將功率降低25-30%,。此外,,TSMC承諾將邏輯區(qū)域密度提高1.7倍,這意味著我們將在N5和N3邏輯之間看到0.58倍的縮放比例,。這種激進(jìn)的收縮并不能直接轉(zhuǎn)化為所有結(jié)構(gòu),,因?yàn)楣_的SRAM密度僅得到20%的改善,這意味著0.8倍的縮放系數(shù),,而模擬結(jié)構(gòu)在1.1倍的密度下縮放甚至更差,。

  現(xiàn)代芯片設(shè)計(jì)非常卡重SRAM,,其經(jīng)驗(yàn)法則比率為70/30 SRAM與邏輯比率,,因此在芯片級(jí)別,預(yù)期的管芯收縮率將僅為,?26%或更少,。

  N3計(jì)劃于2021年進(jìn)入風(fēng)險(xiǎn)生產(chǎn),并于2H22進(jìn)入批量生產(chǎn),。臺(tái)積電在N3上公開的工藝特性在功率和性能上與三星在3GAE上公開的工藝密切相關(guān),,但在密度方面則領(lǐng)先得多。

  晶圓代工,,臺(tái)積Q3市占沖54%

  根據(jù)市調(diào)機(jī)構(gòu)集邦科技旗下拓墣產(chǎn)業(yè)研究院最新調(diào)研結(jié)果顯示,,由于年底為歐美消費(fèi)旺季,加上中國(guó)十一長(zhǎng)假及雙十一促銷活動(dòng),,帶動(dòng)目前下游客戶端拉貨動(dòng)能旺盛,,使晶圓代工產(chǎn)能與需求連帶穩(wěn)定提升,預(yù)估第三季全球晶圓代工業(yè)者營(yíng)收將成長(zhǎng)14%,。

  其中,,臺(tái)積電以53.9%的市占穩(wěn)坐龍頭寶座,亦是全球唯一在下半年可提供5納米量產(chǎn)的半導(dǎo)體廠,。

  晶圓代工龍頭臺(tái)積電預(yù)估第三季營(yíng)收年成長(zhǎng)率達(dá)21%,,營(yíng)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(yùn)算(HPC),、和遠(yuǎn)距辦公教學(xué)的中央處理器(CPU)及繪圖處理器(GPU)等強(qiáng)勁需求,產(chǎn)能維持滿載,。而5納米制程在第三季開始計(jì)入營(yíng)收,,在全年度臺(tái)積電5納米營(yíng)收占比以8%為目標(biāo)的情況下,,預(yù)計(jì)第三季5納米營(yíng)收占比將達(dá)16% 。

  臺(tái)積電預(yù)期第三季5G智慧型手機(jī),、HPC等強(qiáng)勁需求將推升7納米及5納米產(chǎn)能利用率維持滿載,,推升新臺(tái)幣季度營(yíng)收將介于3,304.0~3,392.5億元,與上季相較成長(zhǎng)6.3~9.2%,,可望創(chuàng)下季度營(yíng)收歷史新高,。

  臺(tái)積電亦預(yù)期今年美元營(yíng)收將較去年成長(zhǎng)逾20%并創(chuàng)歷史新高,這個(gè)預(yù)估已將新冠肺炎疫情及美國(guó)對(duì)華為新禁令等因素考量進(jìn)去,。

  臺(tái)積電下半年5納米進(jìn)入量產(chǎn),,雖然替海思華為代工的5納米訂單在寬限期結(jié)束后無法再出貨,但蘋果為iPhone 12打造的A14應(yīng)用處理器,,以及為新款Macbook打造的Arm架構(gòu)A14X應(yīng)用處理器,,均將在下半年采用臺(tái)積電5納米量產(chǎn)。由此來看,,臺(tái)積電將是下半年唯一能提供5納米量產(chǎn)的半導(dǎo)體廠,。

  在其它業(yè)者部分,三星晶圓代工今年雖然受到旗艦手機(jī)S20系列銷售下滑影響,,使其調(diào)整自家應(yīng)用處理器(AP)的晶圓代工業(yè)務(wù)量,,然客戶為止防芯片斷料的庫(kù)存儲(chǔ)備心態(tài),帶動(dòng)其他晶圓代工業(yè)務(wù)成長(zhǎng),,推估第三季營(yíng)收年成長(zhǎng)約4%,。

  聯(lián)電因大尺寸面板驅(qū)動(dòng)IC及電源管理IC需求上升,推估8吋晶圓產(chǎn)能吃緊狀況可能持續(xù)到2021年,,目前透過調(diào)漲部分代工價(jià)格的策略,,將有助于推升其第三季整體營(yíng)收,與去年同期相較,,可望成長(zhǎng)23%。

  力積電晶圓代工業(yè)務(wù)持續(xù)擴(kuò)展,,面板驅(qū)動(dòng)IC,、整合觸控功能面板驅(qū)動(dòng)IC(TDDI)、CMOS影像感測(cè)器(CIS),、電源管理IC,、功率半導(dǎo)體等代工需求增加,透過調(diào)升代工價(jià)格與提高產(chǎn)能利用率,,其第三季營(yíng)收年成長(zhǎng)以26%為前十名之冠,。

  世界先進(jìn)因新加坡廠加入營(yíng)運(yùn),帶動(dòng)晶圓出貨增加,,加上大尺寸面板驅(qū)動(dòng)IC,、電源管理IC需求大幅成長(zhǎng),,在8吋產(chǎn)能滿載之下,預(yù)估第三季營(yíng)收年成長(zhǎng)可達(dá)21 %,。

  擴(kuò)充產(chǎn)能,,臺(tái)積電今年買了四間工廠

  晶圓代工龍頭臺(tái)積電24日再度公告購(gòu)買南科廠房,將以48.4億元新臺(tái)幣(下文的元也指代新臺(tái)幣)買下彩晶興建中的廠房與附屬設(shè)施,。這也是臺(tái)積電今年第四度購(gòu)買南科一帶公司廠房,,先期陸續(xù)買下家登、力特,、以及益通南科廠房,,累計(jì)已投入約100億元。

  臺(tái)積電表示此次買廠房及土地目的與先前相同,,主要是用于未來擴(kuò)充產(chǎn)能所需,。

  臺(tái)積電向彩晶購(gòu)買位于臺(tái)南市安定區(qū)安科段8地號(hào),以及善化區(qū)善科段57地號(hào)的興建中廠房及附屬設(shè)備,,建物面積約89,847坪,。該廠原是彩晶6代廠預(yù)定地,不過后來彩晶策略轉(zhuǎn)向,,該廠未完成,,只有基本的維護(hù)并尋求出售。對(duì)彩晶而言,,初估扣除原始帳列成本及已提列減損后的處分利益約新臺(tái)幣14.4億元,,約可挹注每股盈余0.46元。

  臺(tái)積電今年以來頻頻出手購(gòu)買廠房,,5月時(shí)向家登購(gòu)買南科廠房,,投入6.6億元。8月更是接連的買廠,,12日宣布以36.5億元買下力特南科廠,,該廠建坪超過5.4萬坪、占地逾2.2萬坪,,廠房位置就在臺(tái)積電南科廠隔壁,,而臺(tái)積電先前就承租該廠部分用地,今年直接由租轉(zhuǎn)買,。

  臺(tái)積電8月20日再公告以8.6億元向益通買廠,,建物面積約1.3萬坪。24日又再度公告以48.4億元購(gòu)買彩晶南科廠房,。為因應(yīng)擴(kuò)產(chǎn)需求,,臺(tái)積電積極在南科買廠,今年合計(jì)投入約100億元,。但這相對(duì)于臺(tái)積電今年的資本支出來說,,是小巫見大巫,。

  在今年二季度的法說會(huì)上,臺(tái)積電財(cái)務(wù)長(zhǎng)黃仁昭表示,,因應(yīng)客戶對(duì)先進(jìn)制程的強(qiáng)勁需求,,臺(tái)積電也同步上調(diào)今年資本支出至160-170億元,較原先的金額增加約6%,;若與去年資本支出140-150億美元相較之下,,今年大幅成長(zhǎng)約13-15%。

  臺(tái)積電5 納米將于下半年量產(chǎn),,貢獻(xiàn)營(yíng)收,,主要客戶平臺(tái)包括5G 手機(jī)、高效能運(yùn)算應(yīng)用,,不過,,臺(tái)積電小幅下修今年5 納米營(yíng)收貢獻(xiàn),由于設(shè)備裝機(jī)進(jìn)度受疫情影響,,營(yíng)收占比將由前次法說預(yù)估的10%,、下調(diào)至8-10%。

  至于3 納米方面,,目前進(jìn)度順利,,維持先前預(yù)期,2021 年進(jìn)入風(fēng)險(xiǎn)性試產(chǎn),,目標(biāo)2022 年下半年量產(chǎn),。

  而根據(jù)規(guī)劃,臺(tái)積電南科Fab 18廠已完成第1期至第3期工程,,將用于5納米量產(chǎn),,第3期工程將在第四季進(jìn)行裝機(jī)試廠,明年第一季進(jìn)入量產(chǎn),。臺(tái)積電預(yù)計(jì)在Fab 18廠延伸興建第4期至第6期工程,,主要用于3納米產(chǎn)能建置,而臺(tái)積電3納米預(yù)期在2021年下半年開始試產(chǎn),,并于2022年上半年進(jìn)入量產(chǎn)階段,。

  臺(tái)積電已展望2納米技術(shù)研發(fā),預(yù)期會(huì)持續(xù)采用極紫外光(EUV)微影技術(shù),。臺(tái)積電原本計(jì)劃在新竹寶山鄉(xiāng)建置2納米研發(fā)及量產(chǎn)晶圓廠,,但因土地取得及環(huán)評(píng)等仍需要一段時(shí)間才能完成,。設(shè)備業(yè)者認(rèn)為,,臺(tái)積電現(xiàn)階段在南科大舉購(gòu)置的廠房及土地,除了可以延續(xù)3納米后續(xù)擴(kuò)產(chǎn)所需,,也可為未來2納米晶圓廠建置用地預(yù)作準(zhǔn)備,。



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