近期，晶圓代工市場又掀起了一波小高潮,，尤以純晶圓代工三強臺積電,、聯(lián)電和格芯最為突出，特別是在營收方面,，非常亮眼,。
臺積電方面，最新財報顯示,，該公司4月合并營收達1725．61億元新臺幣,，與去年同期的1113．15億元相比增長55．0％，改寫單月營收歷史新紀錄,。今年前四個月累計營收6636．37億元新臺幣,，與去年同期的4737．25億元相比增長40．1％，表現(xiàn)優(yōu)于預(yù)期。臺積電表示,，今年第二季度,，預(yù)計智能手機的季節(jié)性因素將影響部分增長幅度，但HPC運算及車用電子相關(guān)應(yīng)用的市場需求將持續(xù)支持其業(yè)績增長,。
聯(lián)電方面,，4月營收同比增長39．16％，創(chuàng)單月營收新高,，今年1－4月,，共營收862．19億元新臺幣，同比增長35．82％,。該公司預(yù)計今年第二季度圓晶出貨量將增加4％－5％,，產(chǎn)品平均售價上升3％－4％，有望推動該季度營收增長4％－9％,。
格芯的業(yè)績表現(xiàn)同樣優(yōu)異,，今年第一季度營收達到史上最高的19．4億美元，毛利率增至破紀錄的25．3％,。該公司預(yù)估第二季度營收將介于19．55－19．85億美元之間,。財報顯示，格芯第一季度車用芯片營收年增170％,，年增幅居所有產(chǎn)品線之冠,。
以上這些業(yè)績表現(xiàn)，進一步凸顯出晶圓代工產(chǎn)能的緊俏,，特別是這些業(yè)內(nèi)頂流企業(yè)的產(chǎn)能,，更是被各家IC設(shè)計企業(yè)瘋搶。
在這樣的背景下,，業(yè)界再次傳出了臺積電漲價的消息,，該公司很可能從明年1月起進一步提升晶圓代工價格，據(jù)悉,，成熟制程將上漲8～9％,，先進制程漲約5％。之所以如此,，一方面是因為資本支出和成本增加的壓力,，再有就是明年的晶圓代工市場大概率依然處于供不應(yīng)求的狀態(tài)，可以通過價格杠桿,，對客戶進行一定程度的篩選,。
去年，臺積電就宣布2022年全面調(diào)漲晶圓代工價格,，包括16nm及更先進制程平均價格調(diào)漲8～10％,，28nm及更成熟制程平均漲幅約達15％。另外，包括聯(lián)電,、力積電,、世界先進等晶圓代工廠，也在今年第一季度針對部份到期并重新簽訂的長約,，以及供給吃緊的成熟制程再度漲價,，價格漲幅為5～10％。
相比于其它晶圓代工廠漲價,，臺積電在這方面是最為謹慎的,，由于其處于行業(yè)霸主地位，有牽一發(fā)而動全身的影響力,，該公司很少漲價,，當(dāng)然，這種情況存在的前提是臺積電的價格在業(yè)界是最高的,，這是基于其最先進的制程工藝和封裝技術(shù)。因此,，一旦臺積電宣布漲價,，都會是業(yè)界最大的新聞，也是產(chǎn)業(yè)風(fēng)向標,。
要擁有這樣的影響力,，必須在芯片制造工藝技術(shù)方面具備明顯的領(lǐng)先優(yōu)勢，且市占率也要具有統(tǒng)治力,。目前,，在先進制程方面，能夠與臺積電掰一掰手腕的也只有三星了,，但三星一直處于追趕狀態(tài),；市占率方面，臺積電已經(jīng)拿到了近55％的市場份額,，遙遙領(lǐng)先于其它廠商,。在這些基礎(chǔ)上，臺積電的毛利率已經(jīng)達到54％,。
無敵的先進制程
在推出10nm制程之后,，臺積電在先進制程領(lǐng)域就是無敵般的存在。10nm之后,，該公司在業(yè)界率先量產(chǎn)了7nm制程芯片,，目前，臺積電已經(jīng)生產(chǎn)了超過10億顆7nm芯片,，該公司還率先推出了使用EUV技術(shù)的7nm＋工藝,。在7nm基礎(chǔ)上，推出了6nm工藝，這個平臺的一個主要特點是與7nm工藝平臺兼容,，這樣,，客戶很容易把7nm設(shè)計移植到6nm。
2021年6月,，臺積電在一次技術(shù)論壇上首次發(fā)表了6nm RF（N6RF）制程,，相較于前一代的16nm射頻技術(shù)，N6RF晶體管的效能提升超過16％,。臺積電表示,，N6RF制程針對6GHz以下及毫米波段的5G射頻收發(fā)器提供大幅降低的功耗與面積，同時兼顧消費者所需的效能,、功能與電池壽命,，還強化支持WiFi 6／6e的效能與功耗效率。
2020年,，臺積電實現(xiàn)了5nm（N5）的量產(chǎn),，與7nm相比，新工藝的速度提升了15％,，功耗降低了30％,，而邏輯密度則是前者的1．8倍。在良率方面,，新工藝的進展也非常順利,。與此同時，該公司還推出了增強版的N5P工藝制程,，晶體管的速度提升了5％,，功耗降低了10％，這給HPC帶來了很好的發(fā)展機會,。
此外,，臺積電還基于N5平臺推出了N4工藝，其速度,、功耗和密度都有了改善,。其最大優(yōu)勢同樣是與N5的兼容，使用5nm工藝設(shè)計的產(chǎn)品能夠輕易地轉(zhuǎn)移到4nm平臺上,。這也能保證臺積電客戶的每一代投資,，都能獲得更好的效益。N4在2021年第四季度試產(chǎn),，在2022年實現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn),。
目前，臺積電正在為3nm制程工藝量產(chǎn)做著準備,，在這代工藝上,，該公司會繼續(xù)采用FinFET,。與5nm相比，臺積電3nm的速度將提升10％到15％,，功耗將提升25％～30％,，邏輯密度將是前者的1．7倍。
近日,，臺積電召開了2022年Q1情況說明會,，總裁魏哲家表示，預(yù)估3nm將于今年下半年出貨,，2023年大規(guī)模量產(chǎn),。魏哲家稱3nm營收貢獻會是下一個大的成長節(jié)點，等同5nm,、7nm家族,。而N3E制程將在3nm量產(chǎn)一年之后投產(chǎn)，目前研發(fā)進度超出預(yù)期,，可能提前投產(chǎn),。
2019年，臺積電率先開始了2nm（N2）制程技術(shù)的研發(fā)工作,。相應(yīng)的技術(shù)開發(fā)中心和工廠主要設(shè)在中國臺灣的新竹,，規(guī)劃了4個超大型晶圓廠，主要用于2nm及更先進制程的研發(fā)和生產(chǎn),。
臺積電2019年成立了2nm專案研發(fā)團隊，尋找可行路徑進行開發(fā),。在考量成本,、設(shè)備相容、技術(shù)成熟及效能表現(xiàn)等多項條件之后,，決定采用以環(huán)繞柵極（Gate－all－around,，GAA）制程為基礎(chǔ)的MBCFET架構(gòu)，解決FinFET因制程微縮產(chǎn)生電流控制漏電的物理極限問題,。MBCFET和FinFET有相同的理念,，不同之處在于GAA的柵極對溝道的四面包裹，源極和漏極不再和基底接觸,。
本周,，魏哲家證實，目前臺積電N2制程研發(fā)已走上正軌,，晶體管結(jié)構(gòu)和工藝進度都達到預(yù)期,。預(yù)計臺積電將在2024年末做好N2制程風(fēng)險生產(chǎn)的準備，并在2025年末進入大批量生產(chǎn),，2026年,，首批2nm芯片將正式投入市場,。
近期，有消息傳出,，由于3nm研發(fā)工作已經(jīng)完成,，即將量產(chǎn)，臺積電決定讓3nm研發(fā)團隊轉(zhuǎn)戰(zhàn)1．4 nm制程工藝開發(fā),，定于今年6月開啟研發(fā)工作,，投入確認技術(shù)規(guī)格的第一階段（TV0）開發(fā)工作。
成熟制程業(yè)界第一
不僅先進制程處于領(lǐng)先地位,，臺積電在成熟制程工藝（節(jié)點≥40nm）領(lǐng)域同樣占據(jù)市場領(lǐng)導(dǎo)地位,，如下圖所示。
圖1,、成熟制程工藝市占率,，臺積電排第一（來源：Counterpoint Research）
具體來看，以2022年第一季度為例,，如下圖所示,，40nm／45nm營收約占臺積電總營收的8％，65nm占5％,，90nm占2％,，0．11μm／0．13μm占3％，0．15μm／0．18μm占6％,，0．25μm及以上占1％,。這樣，臺積電在該季度成熟制程的合并營收占總營收的25％,，還是很可觀的數(shù)字,。
圖2、臺積電2022年第一季度各制程營收占比
從歷史發(fā)展來看,，臺積電于2004年開始從以0．11μm＋制程為主的低端晶圓制造過渡到以40nm－90nm的更先進制程工藝為主的晶圓制造,，并于2011年底開始從以中低端為主的晶圓制造過渡到以28nm及更先進制程工藝為主的晶圓制造。
在射頻方面,，為了滿足客戶對于5G網(wǎng)絡(luò)高速,、低延遲、以及大量物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求,，臺積電提供了16nm及28nm射頻元件,，通過提升截止頻率與最大震蕩頻率來支持射頻收發(fā)器設(shè)計，采用40nm特殊制程強化擊穿電壓,，在來自導(dǎo)通電阻與斷電容的乘積降低的相同效益下,，支持射頻切換器設(shè)計的應(yīng)用。
獨特的封裝技術(shù)
過去十年,，臺積電已經(jīng)推出五代不同的基板上芯片封裝工藝,，且涵蓋了消費級與服務(wù)器芯片領(lǐng)域,。
近些年，先進制程工藝對封裝技術(shù)提出了更高要求,，同時,，先進封裝技術(shù)也可以彌補制程工藝的不足。因此,，臺積電不斷在3D封裝技術(shù)方面加大投入,。
2021年，在一次線上技術(shù)研討會上,，臺積電披露了3DFabric系統(tǒng)整合解決方案,，并將持續(xù)擴展由三維硅堆棧及先進封裝技術(shù)組成的3DFabric。
針對高性能計算應(yīng)用,，臺積電于2021年提供更大的光罩尺寸,，以支持整合型扇出封裝基板（InFO＿oS）和CoWoS封裝方案，運用范圍更大的布局規(guī)劃來整合Chiplet die及高帶寬內(nèi)存,。
2021年,，在HotChips33 年度會議期間，臺積電介紹了其最先進的封裝技術(shù)路線圖,，并且展示了為下一代Chiplet架構(gòu)和內(nèi)存設(shè)計做好準備的最新一代 CoWoS 解決方案,。該公司最新的第5代CoWoS封裝技術(shù)，有望將晶體管數(shù)量增至第3代封裝解決方案的20倍,。
圖3,、臺積電CoWoS封裝技術(shù)發(fā)展路線圖
未來，臺積電還將升級到第6代CoWoS 封裝工藝,，其特點是能夠集成更多的Chiplet die和 DRAM,。
針對移動應(yīng)用，臺積電推出了InFO＿B解決方案,，將移動處理器整合在輕薄精巧的封裝之中,，提供強化的性能和功耗效率,，并且支持移動設(shè)備芯片制造廠商封裝時所需的DRAM堆棧,。
除了中國臺灣大本營，臺積電還將先進封裝業(yè)務(wù)拓展到了日本,，日本經(jīng)產(chǎn)省表示,，臺積電將在日本茨城縣筑波市設(shè)立研發(fā)據(jù)點，總經(jīng)費約370億日元,，日本政府將出資總經(jīng)費約5成予以支持,。據(jù)悉，擁有領(lǐng)先封裝技術(shù)的日本企業(yè)Ibiden,、半導(dǎo)體裝置廠商芝浦機械（Shibaura Machine ）等與半導(dǎo)體有關(guān)的約20家日本企業(yè)有望參與研發(fā),，重點就是Chiplet和3D封裝技術(shù),。
高水平管理
除了先進技術(shù)這個“硬件”，企業(yè)管理這個“軟件”也至關(guān)重要,，它會直接或間接影響企業(yè)的競爭力,。
臺積電在晶圓代工業(yè)能確立霸主地位，關(guān)鍵就是具有領(lǐng)先行業(yè)的技術(shù)和良率,，因此,，對于這種技術(shù)高度密集，且對技術(shù)依賴程度很高的行業(yè),，做好信息保密工作至關(guān)重要,。臺積電在防止秘密信息外泄方面有其獨到見解。在該公司,，技術(shù)開發(fā)由數(shù)十組工程師共同進行,，還需要相關(guān)供貨商密切合作，即使挖走部分工程師,，想把臺積電的know－h(huán)ow都學(xué)到手,，幾無可能。
在員工和產(chǎn)業(yè)鏈管理方面,，臺積電同樣聞名業(yè)界,。
首先，該公司極度重視穩(wěn)定生產(chǎn)及生產(chǎn)效率,，一位經(jīng)手多個晶圓廠建廠案例的建造商高管表示,，臺積電要求他們必須嚴格遵守建廠進程，甚至要提前完工,。臺積電對于供貨商在質(zhì)量和危機管理方面的要求極高,，只要做過臺積電的生意，就能獲得業(yè)界的信任,。一位臺積電前員工透露,，公司非常重視與客戶的信任關(guān)系，對于材料供貨商的要求也很嚴格,。
其次,，根據(jù)前員工的說法，臺積電內(nèi)部每次開會,，一開始與會者就要匯報前一次會議交辦的未解決事項,，也就是AR（action required，待完成任務(wù)或行動要求）,。如果產(chǎn)線設(shè)備出狀況,，負責(zé)部門一天得開好幾次會，而且每次開會時,，供貨商都必須提出解決方法,。
再有,，臺積電極度重視面對面溝通。該公司會把移動電話配給供貨商的工程師,，即使是在半夜,，只要產(chǎn)線有任何緊急狀況，供貨商工程師接電話后必須在兩小時內(nèi)趕到臺積電產(chǎn)線,，以確保能盡快恢復(fù)正常生產(chǎn),。
正是因為在制程工藝、封裝技術(shù),、人才,、企業(yè)管理等方面具備明顯優(yōu)勢和先進理念，才使得臺積電在全球晶圓代工業(yè)內(nèi)獨占鰲頭,，具有極大的影響力和示范作用,。
