硅岛”地震！“造芯”内外兼修，3nm、2nm稳了？

昨天，据中国地震台网速报消息，中国地震台网正式测定：06月20日09时05分在中国台湾花莲县（北纬23.66度，东经121.52度）发生 5.9级地震，震源深度10千米。

 

来源：中国地震台网

另外，今天早间消息，为了生产3纳米芯片，台积电准备在中国台湾省台南地区再建4座工厂。台积电上周五还表示，2025年之前将会实现2纳米芯片批量生产。

 

本土依然为重心，3nm、2nm稳了？

为此，编者了解到，目前，台积电在全球共有13座晶圆代工厂。其中，10家工厂位于中国台湾地区，2家分别在上海和南京，分别制造8寸和12寸晶圆；1家在美国Fab11，制造8寸晶圆。而台积电7nm、5nm先进工艺芯片主要在台南Fab18厂进行生产。

据悉，上述每痤工厂的造价约为100亿美元，它属于台积电1200亿美元投资的一部分，而4座工厂都会生产3纳米芯片。

显然，全球出现芯片短缺，台积电扩产也是顺应市场要求。按照台积电的计划，它至少要在中国台湾省建20座圆晶厂，有些正在建设，有些已经完成。

 

随着台积电台湾本土的先进制程产能布局不断加大，现阶段台湾的环境安全，对供应链显得尤为重要。

最新消息显示，新竹科学园区工作人员表示，新竹县市地区最大震度2级，区内厂商都已做好防范，生产营运不致受到影响。台积电表示，包括竹科、中科及南科厂区都不受地震影响。联电也指出，竹科与南科厂区生产营运不受影响。

编者也认为，鉴于台湾在人才、地理便利和工业飞地方面具有优势，包括地缘政治上的某些考虑，台湾晶圆代工企业仍倾向于将研发和生产扩张的重心放在台湾本地，包括台积电最先进的N3和N2节点的生产。

而在日前举行的台积电北美技术论坛上，台积电（TSMC）正式公布未来先进制程路线图，也最新透露了不少技术进展的相关细节。

当中最关键的是，台积电3nm（N3）工艺将于2022年内量产，而台积电首度推出采用纳米片晶体管（GAAFET）架构的2nm（N2）制程工艺，将于2025年量产。

来源：台积电

另一方面，台积电搭载CoW及WoW技术的7nm芯片，目前已经量产，5nm技术预计于2023年完成。为满足客户对于系统整合芯片及其他3DFabric系统整合服务需求，首座全自动化3D Fabric晶圆厂预计于2022年下半年开始生产。

不难发现，随着台积电2nm转向基于纳米片的GAAFET架构，3nm系列将成为台积电FinFET节点最后一个技术平台。预计在2025年量产2nm芯片后，台积电仍将继续生产3nm半导体产品。

来源：台积电

编者也注意到一个细节，台积电会在2024年拥有光刻机巨头ASML最先进、最新的高数值孔径极紫外光（high-NA EUV）曝光机微影设备，即第二代EUV光刻机。届时，只求友商的“心里阴影”面积了，会否有更多惊喜？

 

海外布局、成熟制程有条不紊

从宏观上来看，查阅IC Insights的数据显示，自2020年以来，全球晶圆市场每年增长20%，其规模预计将从2020年的874亿美元、2021年的101亿美元继续扩大到2022年的1321亿美元。

而又根据市场调研机构DIGITIMES Research此前的预测数据，仅是台积电一家，便拿下接近60%的2021年全球晶圆代工市场。

来源：DIGITIMES Research

实际上，AMD、英伟达、联发科等芯片设计公司或均在与台积电就2023年或2024年开始的N3产能分配进行谈判。

台湾本土之外，从台积电海外布局的最新进展来看，索尼半导体子公司索尼半导体解决方案（索尼半导体）社长清水照士17日受访时表示，在半导体短缺长期化的情况下，台积电（TSMC）在熊本县建设工厂使其对采购渠道扩大“增添了信心”。

不难发现，索尼半导体的主力产品是把自家图像传感器与外购半导体组合成的零部件，供给智能手机和汽车。显然，增加销量需要考虑半导体的采购问题，需计划通过稳定的采购来提高收益。

当然，此举对培养半导体专业人才也有正面影响。近年来，日本国内半导体业务处在低迷的状态，大学研究规模缩小，进而导致人才短缺。日本方面正能以与台积电的合作为契机，而让人才培养的动向变得更活跃。

实际上，日本官方正式确认，已经批准了台积电在日本九州熊本县的晶圆厂计划，并提供最高4760亿日元（约合240亿人民币）的补贴。

据悉，台积电在日本的芯片厂耗资约为86亿美元，2024年t12月投产，预计会生产28nm到22nm的成熟工艺，未来计划会升级到12nm到16nm工艺，不排除还会进一步升级的可能。

编者也感觉，日本官方的补贴占了台积电总投资计划的40%以上，这应该是各国补贴半导体建厂计划中最舍得的了，为何如此慷慨？背后应该有很多不为人知的秘密，而当地政府目的或许也并不单纯。

 当然，台积电还在美国亚利桑那投资建厂，预计2023年3月完工；另外台积电还与新加坡经济发展委员会洽谈合作建厂事宜。因先进工艺及特殊工艺优势明显，台湾晶圆代工厂们正在全球范围内扩产。

不过，相对于先进制程，成熟制程也大同小异。预计晶圆制造商未来5年将增加25条新的8英寸晶圆生产线，以满足各种半导体元件相关应用需求。

从SEMI日前发布的《全球8英寸晶圆展望报告》也能验证，自2020年初到2024年底，全球8英寸晶圆厂产能有望大涨21%至120万片，达每月690万片的历史新高。而今年代工厂将占全球晶圆厂产能50%以上。

来源：SEMI

从地域来看，中国大陆将在全球8英寸晶圆产能领先，2022年占比将达到21%，日本将占16%，中国台湾、欧洲及中东地区各占15%。

不过，台湾8英寸晶圆厂产能扩充最积极的是世界先进，联电预计今年总产能增加6%，台积电则主要将资本支出用在先进制程的投资。

总而言之，在芯片短缺趋势持续的背景下，晶圆产能持续吃紧，以台积电为首的台湾晶圆代工厂们正在芯片制造领域有条不紊推进全球扩张，其业务预计将达到持续增长。