三雄決戰2納米
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時間：2023-08-07 10:57:42
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導讀本文由半導體產業縱橫（ID：ICVIEWS）轉載自數位時代為何說臺積電該“降價”了？目前臺積電居于領先地位，最先進的制程是采FinFet（鰭式場效電晶體）架構的3納米制程，已開始量產。蘋果是最先采用臺積電3納米制程的公司，預計今年9月推
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YWS28資訊網——每日最新資訊28at.com目前臺積電居于領先地位，最先進的制程是采FinFet（鰭式場效電晶體）架構的3納米制程，已開始量產。蘋果是最先采用臺積電3納米制程的公司，預計今年9月推出的iPhone 15 Pro Max的應用處理器（AP），將采用臺積電3納米制程生產。臺積電于2022年年底宣布3納米制程量產，這與原來預計的量產時程相較拖延不少時日，主要原因是3納米制程有不少工程障礙待克服，無法依原來設定的進度推進。![]()
三星3納米開局，但低良率也難搶大客戶三星電子于2022年6月底，正式宣布成功量產3納米制程。令人注意的是三星電子的3納米制程，采用GAA (Gate All Around，閘極全環繞）架構，這是比FinFet更先進的半導體架構，臺積電預計在2納米制程，才會使用GAA架構。從表面上看，三星電子在3納米制程超越了臺積電，不僅量產時程領先，而且技術上，直接跳躍到次一世代的半導體架構。但實際的狀況是似乎沒有大客戶（如高通、英偉達等）采用三星電子的3納米制程，主要是良率不佳，大客戶不敢貿然使用。前些日子傳出三星電子在3納米制程的良率大幅提升到60%，勝過臺積電的55%，不過實際情況還有待驗證。![]()
FinFet、GAA差在哪？首先，半導體的運作原理是，電子會從源極進入并往汲極移動，最上方的閘極就像水龍頭。施加電壓時水龍頭就會打開，讓電子通過，代表1；沒電壓時水龍頭就會關閉，電子無法通過，代表0。![]()
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16納米后因為體積縮小，電子們容易偷跑造成漏電，因此FinFET（鰭式場效電晶體）把原本2D構造改為3D，讓身為水龍頭的（閘極）能更好地從3個方向控制電子流通。三星去年6月宣布成功量產3納米制程。三星的3納米制程是采用GAA (Gate All Around，閘極全環繞）架構。GAA與FinFET兩者為相似架構，都是從4面控制電子防止偷跑。倘若消息屬實，臺積電將面臨巨大壓力。目前三星電子在先進制程的良率改善很多，4納米的良率、性能皆提升不少，吸引一些客戶到三星電子投片生產。3納米制程方面，三星電子的良率確實有大幅改善，不過尚需以更多的證據，方能說服大客戶下單。這已經對臺積電構成潛在的競爭威脅。![]()
英特爾奪回龍頭的關鍵，要看20A、18A能否如期量產英特爾本來是半導體制程技術的領頭羊，然而英特爾在14納米邁向10納米（現Intel 7）的過程中蹉跎許久，讓臺積電能夠在7納米制程脫穎而出，成為全球半導體制程最先進的公司。英特爾新CEO上任后，肩負英特爾復興大計，除了提出IDM 2.0策略外，還在歐洲、美國大舉投資興建晶圓廠，同時在先進制程的開發更是非常積極。Intel 7目前已經進入大規模量產，Intel 4將于今年下半年開始量產。![]()
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根據英特爾的技術藍圖，英特爾將從2022年起到2025年，4年間將推出5個世代制程(Intel 7、Intel 4、Intel 3、Intel 20A、Intel 18A)。Intel 7目前已經進入大規模量產，Intel 4將于今年下半年開始量產。相當于臺積電3納米制程的Intel 3，預計在今年底開始量產，與臺積電相同，英特爾的Intel 3也是采用FinFet架構。Intel 20A預計于2024年上半年準備量產，Intel 18A預計于2024年下半年量產，這兩個制程相當于2納米、1.8納米。倘若英特爾能如期量產Intel 20A、Intel 18A，則將超越臺積電、三星電子（這兩家公司皆預定2025年量產2納米制程），重新奪回全球制程技術的龍頭地位。7月25日，英特爾宣布瑞典電信設備供應商愛立信，將使用Intel 18A制程生產愛立信新的芯片。不過英特爾及愛立信沒有提供進一步細節，也未提供芯片產出的日期。![]()
頻發量產與合作消息不代表搶下市場，從實驗室到量產仍有長路要走2納米技術進入門檻應該很高，臺積電、英特爾將在2納米，導入GAA架構以及背面供電等新技術，這將面臨不少工程的挑戰。英特爾在實驗室可能已經完成2納米、1.8納米的試作，愛立信應該已經在英特爾實驗室投片試作新的芯片，也可能有實驗室的芯片產出，因此英特爾才發表愛立信將使用Intel 18A的消息。從實驗室到工廠量產，有一段很長的路要走，有很多障礙必須克服，英特爾4年5制程是否能順利達陣，還有待觀察。英特爾、三星電子積極搶進最先進制程，對臺積電將造成不小的壓力。目前臺積電在7/6、5/4、3納米制程取得領先，蘋果、AMD、高通、聯發科、英偉達等大部分皆采用臺積電的先進制程。三星之前在4納米制程，性能、良率皆不符客戶要求，使高通、英偉達等，不得不將需要最先進制程的產品，轉向臺積電投單。如今三星電子良率顯著改善，頻頻對高通、英偉達、AMD等揮手，相信三星電子會提出最好的條件，希望能搶到臺積電先進制程的訂單。號稱“中國臺灣貝爾實驗室”的臺積電全球研發中心于7月28日正式啟用，將有7,000名研發人員進駐，將專注于2納米制程及更先進制程技術的開發。![]()
半導體三雄決戰點：2納米制程所達成的性能、良率與客戶接受情況臺積電每年研發預算約占營收8%左右，2022年研發預算高達54.72億美元（約占營業額的7.2%），與2021年的44.65億美元（約占營業額的7.9%）比較，成長22.6 %。主要的原因是臺積電2022年營收758.81億美元，較2021年的568.2億美元成長33.5%，因此2022年研發費用與營收比率下降，不過金額仍有兩位數的成長。在半導體先進制程的賽道上，除了研發必須投入龐大的資金、資源外，建立生產線更是需要龐大的資金。臺積電近幾年，每年資本支出都在300億美元以上，由此可見欲發展先進制程，必須有足夠的資金投入。三星電子與英特爾皆是資本雄厚的公司，因此它們有足夠的資源投入先進制程的開發。臺積電、三星電子及英特爾，目前皆積極發展3納米、2納米先進制程。三星電子雖然最先發表3納米GAA制程量產，不過截至現在，似乎還沒有大客戶采用三星電子的3納米制程。臺積電雖然較三星電子晚宣布3納米制程量產，然而蘋果已開始采用，尚有不少客戶準備在臺積電3納米制程投片。英特爾的3納米量產預訂在今年下半年，因此目前臺積電在先進制程處于領先地位。2納米制程將會是這三大公司的決戰點，量產時程只要不要相差過多，就不會是勝負的重點。2納米制程的性能、良率、客戶接受情形，才是勝負的關鍵點。能夠推出性能最佳，良率最好，以及價格合宜的2納米制程的公司，就成為在2納米制程爭霸賽的贏家。![]()
半導體景氣反轉，定價策略將成臺積電掌握客戶的關鍵最近荷蘭恩智浦半導體CEO KurtSievers表示，過去2年，受到頗負盛名的一線晶圓代工廠（委婉指臺積電）持續漲價的影響，墊高成本，影響該公司的獲利。恩智浦執行長說，目前二線晶圓代工廠已顯著調降晶圓代工價格，但仍對恩智浦幫助不大，主要原因是恩智浦的一線客戶以及車用、工業用等芯片，皆由臺積電代工。這突顯臺積電的品質深獲客戶信任，然而從2022年下半年起，半導體市場開始反轉，景氣直轉急下。2023年半導體產業在庫存調整，終端需求疲弱，市場陷入衰退泥沼。晶圓代工廠產能利用率下滑到60%～70%左右，連臺積電也不能幸免。二線晶圓代工廠開始以各種方式迂回降價（如投100片晶圓，額外送20片免費），后來甚至直接降價。不過臺積電價格仍然不動，難怪恩智浦CEO會抱怨。臺積電應積極看待客戶對價格的看法，以避免競爭對手趁機而入。最高明的策略是在敵人未發動攻勢前，就封堵敵人可能進攻的缺口。臺積電競爭力的三大優勢為技術領先、卓越制造以及客戶信任，其中客戶信任除了臺積電保證絕不會成為客戶的競爭對手外，與客戶共體時艱，適度地調整價格的策略，也會是重要的一環。*聲明：本文系原作者創作。文章內容系其個人觀點，我方轉載僅為分享與討論，不代表我方贊成或認同，如有異議，請聯系后臺。
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