今年早些時(shí)候,臺(tái)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(zhǎng)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(cè),情況并非如此 ,。
據(jù)分析師在本周早些時(shí)候的預(yù)測(cè),,目前,臺(tái)積電的N5產(chǎn)能約為每月55,000?60,000晶圓啟動(dòng)(WSPM),。鑒于臺(tái)積電無(wú)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(píng)果公司,該公司利用這項(xiàng)技術(shù)為其最新產(chǎn)品生產(chǎn)了A14 Bionic和M1片上系統(tǒng),。蘋(píng)果是臺(tái)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(diǎn)的公司之一,。
預(yù)計(jì)今年晚些時(shí)候,,臺(tái)積電的其他客戶(例如AMD和高通)將開(kāi)始使用制造商的N5制造工藝,屆時(shí)對(duì)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(duì)N5節(jié)點(diǎn)的需求,臺(tái)積電將把其資本支出的絕大部分用于擴(kuò)大N5容量,。
分析師認(rèn)為,,臺(tái)積電未來(lái)的N5容量將是當(dāng)前的兩倍,即達(dá)到110,000?120,000 WSPM,,這實(shí)質(zhì)上意味著臺(tái)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(guò)程在設(shè)計(jì)規(guī)則,IP和SPICE級(jí)別上都是兼容的,,這也是它們將在未來(lái)幾年中使用的技術(shù),。
臺(tái)積電的另一個(gè)長(zhǎng)節(jié)點(diǎn)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(tái)積電預(yù)計(jì)N3將于今年晚些時(shí)候進(jìn)入風(fēng)險(xiǎn)生產(chǎn),而批量生產(chǎn)預(yù)計(jì)在2022年下半年進(jìn)行,。
請(qǐng)記住,,再過(guò)一年將不再需要N3進(jìn)行批量生產(chǎn)(HVM),對(duì)于臺(tái)積電來(lái)說(shuō),,在2021年日歷上花大量的時(shí)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(jì)該公司今年仍將建設(shè)一條試驗(yàn)性的N3生產(chǎn)線,產(chǎn)能約為10,000?15,000 WSPM,。
N3和N5節(jié)點(diǎn)都廣泛依賴于極紫外(EUV)光刻,。為了擴(kuò)大N5的容量并裝備N3晶圓廠,TSMC將需要采購(gòu)并交付ASML的Twinscan NXE光刻機(jī),。EUV工具需要大約六個(gè)月的時(shí)間進(jìn)行校準(zhǔn),,因此臺(tái)積電的擴(kuò)展計(jì)劃必須非常精確,以確保在需要時(shí)準(zhǔn)確準(zhǔn)備好設(shè)備,。
如今,,臺(tái)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(jì)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(tái)積電(TSMC)的計(jì)劃,,并且相信這些芯片將使用臺(tái)積電(TSMC)的N5或N7節(jié)點(diǎn)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(tái)積電,。
從晶體管密度的角度來(lái)看,英特爾的10nm SuperFin制造工藝(約100 MT / mm?)可與臺(tái)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(diǎn)量身定制了CPU。同時(shí),,臺(tái)積電的N5在晶體管密度(,?170 MT / mm?)方面具有顯著優(yōu)勢(shì),這點(diǎn)尤其是在GPU方面是不容忽視的,。當(dāng)英特爾在2023年有時(shí)準(zhǔn)備好采用其7納米技術(shù)(預(yù)計(jì)將使現(xiàn)有晶體管密度增加一倍)時(shí),,它仍將落后于臺(tái)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(tái)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(shuō)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(shí)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(méi)做),,“ 分析師l在給客戶的說(shuō)明中寫(xiě)道?!辫b于臺(tái)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(chǎng),我們預(yù)計(jì)英特爾的CPU外包將是前進(jìn)的最佳途徑,。“
如果英特爾繼續(xù)計(jì)劃將其大部分產(chǎn)品外包給臺(tái)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(qǐng)記住,,由于AI,,HPC和邊緣計(jì)算的大趨勢(shì),與當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的需求相比,,N3節(jié)點(diǎn)的需求可能更高,。
從英特爾的財(cái)務(wù)角度來(lái)看,資本支出非常省錢,,可以利用臺(tái)積電的制造能力來(lái)制造產(chǎn)品,,同時(shí)專注于架構(gòu)創(chuàng)新,但對(duì)于英特爾的長(zhǎng)遠(yuǎn)未來(lái)而言,,這可能并不是一個(gè)好的計(jì)劃,。臺(tái)積電已經(jīng)比英特爾擁有更多的EUV經(jīng)驗(yàn),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(wú)法利用其卓越的制造工藝作為與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),。