与非网■台积电最新策略:砸钱( 二 )


台积电第一个使用极紫外光(EUV)方案的工艺是7纳米加强版(N7+) 。 N7+于2018年8月进入风险生产阶段 , 2019年第三季开始量产 , N7+的逻辑密度比N7提高15%至20% , 同时降低功耗 。
7纳米之后是6纳米(N6) 。 2019年4月份推出的6纳米是7纳米的(shrink) , 设计规则与N7完全兼容 , 使其全面的设计生态系统得以重复使用 , 且加速客户产品上市时间 , 但N6的逻辑密度比N7高出18%的 。 N6将在2020年第一季风险试产 , 第三季实现量产 。
7纳米之后的全节点提升的工艺是5纳米(N5) 。 5纳米完全采用极紫外光(EUV)方案 , 于2019年3月进入风险生产阶段 , 预期2020年第二季拉高产能并进入量产 。 主力生产工厂是Fab18 。 与7纳米制程相较 , 但5纳米从前到后都是全新的节点 , 逻辑密度是之前7纳米的1.8倍 , SRAM密度是7纳米的1.35倍 , 可以带来15%的性能提升 , 以及30%的功耗降低 。 5纳米的另一个工艺是N5P , 预计2020年第一季开始试产 , 2021年进入量产 。 与5nm制程相较在同一功耗下可再提升7%运算效能 , 或在同一运算效能下可再降低15%功耗 。
5纳米之后的全节点提升的工艺是3纳米 , 台积电表示正在研发中 , 虽然制程细节2020年4月将见分晓 。 但根据一些细节发现 , 台积电3纳米工艺继续采用FinFET工艺 , 晶体管密度达到每平方毫米2.5亿个(250MTr/mm2) , 相对于5纳米来说 , 晶体管密度提升达1.5倍 , 性能提升7% , 能耗减少15% 。
而2纳米 , 台积电表示已经于2019年领先半导体产业进行制程技术的研发 , 并将着重于改善极紫外光(EUV)技术的质量与成本 。
大规模资本支出 , 扩大产能
日前 , 台积电宣布 , 2020年的资本支出将在150-160亿美元之间 , 这将成为台积电资本支出最大的一年 。
2000年资本支出首次超过10亿美元 , 2010年资本支出首次超过50亿美元 , 2016年资本支出首次超过100亿美元 。 从2000年到2019年资本支出合计达1150亿美元 , 而从2016年到2019年的资本支出是464亿美元 , 占近20年资本支出总和的40% 。 大规模资本支出带来的是庞大的产能支持 。
截至2019年底 , 台积电全球有五座12英寸晶圆厂(新竹FAB12、台南FAB14、台中FAB15、南京FAB16、台南FAB18)、六座8英寸晶圆厂(新竹FAB3、新竹FAB5、新竹FAB6、新竹FAB8、上海FAB10、美国FAB11)和一座6英寸晶圆厂(新竹FAB2) , 年产能超过1200万片12英寸晶圆约当量 。
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我们下面来了解一下台积电的FinFET产能建置情况 。
台积电最早生产FinFET始于2014年 , 目前FinFET工艺有5个基地 , 分别是位于台湾新竹的FAB12、台湾台南的FAB14和FAB18、台湾台中的FAB15和江苏南京的FAB16 。 各工艺节点的布局是 , 16/12纳米由FAB14和FAB16负责生产 , 合计月产能约15万片;7纳米由FAB15负责生产 , 合计月产能约15万片;5纳米主要在FAB18生产 , 目前FAB18P1/P2的建置产能达10万片 。
当然FAB12是台积电的研发基地 , 各工艺节点的产能都可以协调 。 如此算来 , 台积电的FinFET月产能总计不下于40万片12英寸晶圆 。 相较三星的月产能25万片12英寸晶多60%
关于3纳米产能建置情况 , 因疫情导致物流延迟 , 相关关键设备无法如期交货 , 装机人员也受到境外人士不能抵台等限制 , 无法如期装机 。 台媒报道称 , FAB12B工厂3纳米试产线装机从6月延至10月 , FAB18工厂3纳米试产线装机从10月也将延迟1个季度 。 台积电原订今年底提前试产3nm制程计划 , 将延至明年初才会试产 , 但应会如原先预定在2022年量产 。
至于在3纳米工艺上的资金投入更是天文数字 , 据称研发和建线已投入约500亿美元 , 仅建厂一项就在200亿美元 。 3纳米产线将于2020年动工 , 在新竹宝山兴 , 建预计投资超过新台币6000亿元兴建3纳米宝山厂 , 最快2022年底量产 。


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