考虑到先进工艺尤其是7nm上台积电份额基本上一家独大,其他代工厂的主要营收应该都在20nm以上的工艺,换句话说非先进工艺才是当前芯片工艺市场的绝对主流。 4 月台積電宣佈斥資 28.87 億美元擴充南京台積電 28 奈米產能,預計達每月 4 萬片。 接著聯電也召開線上會議,宣布投資約 135.3 億元人民幣擴充在台南科學園區的 12 吋廠 Fab12 的 28 奈米產能。 再回來探究奈米製程是什麼,以 14 奈米為例,其製程是指在晶片中,線最小可以做到 14 奈米的尺寸,下圖為傳統電晶體的長相,以此作為例子。 縮小電晶體的最主要目的就是為了要減少耗電量,然而要縮小哪個部分才能達到這個目的?
邱俊荣提到,中国厂商非常担心,高阶制程吃不到,低阶台积电又用强势产能瓜分市场。 台湾倒不需要太担心,台积电在市场可以区隔的情况下,28奈米制程可有可无,将来没有了,也没太大的关系,对台积电而言纯粹是生意,并没有面临要不要深度连结中国或脱离中国,这么严肃的问题。 像有些比较低阶的厂商,因为技术没有那么先进,只能去吃28奈米的市场,而台积电28奈米的市场,不会影响它的先进制程3奈米、2奈米的市场。 然而,28奈米制程毛利率不如先进制程还要好,台积电总裁魏哲家1月法说指出,28奈米制程2020年比前一年成长一些,但产能利用率低于平均值。 但随着随着经济復甦带动晶片强劲需求,从车用晶片荒到各项家电、面板晶片大缺货,各大厂商扩产28奈米制程,对于缓解全球晶片荒有正面影响。
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该厂区主要生产 12/16 奈米制程,目前月产能达2万片12吋晶圆,并非28奈米制程的主要生产基地。 台积电表示,台湾各厂区的无尘室空间都已满载,只有南京厂的现有厂房仍有空间,可以直接建置生产线,最终决定在南京厂扩建28奈米成熟制程产能,因应车用晶片在内的强劲需求,并解决晶圆代工成熟制程产能短缺构性问题。 高階半導體晶片在國家經濟與社會發展領域的重要商品,現在更成為美國對中國技術封鎖的關鍵項目。 由於美方的技術出口限制,高階製程的晶片與設備都禁止向大陸出口,但中階晶片也因疫情而出現短缺現象。
時間拉到現在,台積電每年資本支出規模已不可同日而語,對比其他二線晶圓廠,幾乎要傾盡家產來擴充28奈米製程,台積電花費相對低的投資金額,就可以獲得極大的回報,自然更有競爭力。 川普政府對華為新禁令將於9月15日生效,繼台積電暗示斷供華為後,中芯供貨期待也可能落空。 2015年,中芯開始量產28奈米晶片,而當時台積電已推進16奈米量產,今年台積電量產5奈米晶片,3奈米製程開發符合進度,將在2022年下半年量產;而中芯目前才挑戰14奈米量產,50%以上營收仍來自90奈米的非高階製程。 台积电和三星是追求先进制程foundry的代表,特点是高研发投入,高市场收益,所以先进产能是他们主要的盈利方向。 在半导体工艺制程的发展过程中,28纳米是一个非常重要的节点,我们也把28纳米看作是先进工艺和成熟工艺的分水岭。
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美國5月中旬對華為祭出更嚴格的出口禁令後,北京政府積極擺脫對美國技術的依賴,大力扶持半導體產業,更視中芯為華為救命草。 中芯除了獲得政府挹注25億美(約台幣750億元),用於投資晶圓代工廠,更計畫在上海證交所科創板掛牌,預估募資金額達到200億人民幣(約台幣840億元)。 28奈米 对我国半导体产业来说,完成28纳米全产业链的国产化,比盲目的追求先进工艺来得更有意义。
晶圓代工廠相繼宣佈擴產 28 奈米,表面上看似與缺晶片潮密切相關,擴產已發展成熟、效益最高的 28 奈米產能,能更快解決缺貨問題。 邱俊荣表示,美国最担心的是台积电先进制程,它希望台积电最先进制程,尤其跟国防有关的用途,能到美国生产。 28奈米制程并没有机密或尖端科技问题,即使台积电不生产28奈米晶圆,其他厂商包含联电等也是很容易生产。 至于联电,则是在4月28日法说发出新闻稿指出,将与多家全球领先的客户共同携手,透过全新的双赢合作模式,扩充在台南科学园区的12吋厂 Fab 12A P6厂区的产能,总投资金额达1000亿元,扩厂计画预计2023年第二季投入生产。 联电总经理简山杰则指出,联电在包括28奈米OLED驱动IC等多个领域中具有领先地位,此举将进一步强化联电在半导体产业的重要性,掌握市场未来新的商机。 溫曉君坦言,中國14奈米技術蓬勃發展,但是想要後發制人實現追趕,非一朝一夕能完成。
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除了上述制程之外,台积公司陆续推出更多样的40奈米逻辑制程技术以满足客户不同的产品需求,包括40奈米低耗电强效版以及40奈米超低耗电等制程。 与40奈米低耗电制程相较, 40奈米低耗电强效版制程的效能增加幅度可达30%;40奈米超低耗电制程的漏电流减少幅度可达70%,操作功耗减少幅度可达30%。 台积公司于2011年领先专业积体电路制造服务领域推出28奈米泛用型(General Purpose)制程技术,并针对客户需求提供业界最完备多样的28奈米制程选项,为客户生产更高效能、更节能及更环保的晶片产品。 中芯于2018年上半年向艾司摩尔下单订购一台价值1.2亿美元的「极紫外光刻机」,与此同时,梁孟松与其团队在研发第二代「鳍式场效应晶体管」时,也同步研发采用新一代N+1、N+2代制程工艺。
而且,隨著製程的進一步發展,SOI將更加具有優勢,28nm可被視為一個轉折點。 整體來看,分析師認為,二線晶圓廠去年靠著漲價大翻身,目前也與客戶簽訂2~3長約以爭取保障,雖能將價格鎖在高點,但也意味著未來價格要大幅上漲不易。 28奈米 對比之下,台積電今年才真正享受完整的漲價效益,加上經過深思熟慮的擴產規劃,不僅可掌握長期商機,面對風險來襲時也能更加淡定。
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知道奈米有多小之後,還要理解縮小製程的用意,縮小電晶體的最主要目的,就是可以在更小的晶片中塞入更多的電晶體,讓晶片不會因技術提升而變得更大;其次,可以增加處理器的運算效率;再者,減少體積也可以降低耗電量;最後,晶片體積縮小後,更容易塞入行動裝置中,滿足未來輕薄化的需求。 三星以及台積電在先進半導體製程打得相當火熱,彼此都想要在晶圓代工中搶得先機以爭取訂單,幾乎成了奈米之爭,然而奈米這個數字的究竟意義為何,指的又是哪個部位? 據統計,2019年上半年,整個半導體銷售市場規模約為2000億美元,其中,65%晶片採用14奈米製程,25%左右採用10奈米和12奈米,僅10%左右的晶片採用7奈米。 顯示14奈米已成為當下應用最廣泛、最具市場價值的製程工藝,在AI晶片、高端處理器以及汽車等領域都具有很大的發展潛力。
依然是摩爾定律推動下,晶片製程 2010 28奈米 年左右發展到 28 奈米,彼時半導體公司受金融危機影響元氣大傷,很多IDM 公司或剝離製造業務或將更多的資源投資晶片設計,為晶圓代工廠帶來更多發展空間。 美国总统拜登星期二(12月6日)率商务部长雷蒙多亲赴亚利桑那州,参观台积电在美国亚利桑那州的新晶圆厂于当天举办的移机仪式,并发表演说。 拜登说,“这是世界上最先进半导体芯片,将为iPhone手机和MacBook电脑提供力量。 苹果公司过去要从国外购买所有先进的芯片,现在,他们更多的产业链需求会在国内得到满足。
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業界傳出,客戶需求雖殷切,但聯電評估若投資擴增12吋28奈米產能太多,折舊費將太高,景氣萬一反轉的風險也高,尋求與客戶合作增加產能,也就是由客戶投資設備綁產能,三星LSI意願不高,欲增加的產能轉向投產格芯(GF)。 聯電正與台灣IC設計3大廠聯發科(2454)、聯詠(3034)、瑞昱(2379)洽談投資產能合作,每家約投資3到5千片,3家廠商則不回應與供應商相關問題。 聯電證實與客戶洽談合作中,尚未最後定案,預計5月28日舉行法說,屆時將針對產能合作問題進行說明。 〔記者洪友芳/新竹報導〕目前晶圓代工12吋以28奈米成熟製程產能最為嚴重不足,聯電(2303)計畫擴產,但考量投資風險,業界傳出,聯電正與台灣IC設計3大廠聯發科(2454)、聯詠(3034)、瑞昱(2379)洽談投資產能的合作,聯電也證實與客戶洽談合作中,尚未最後定案。 [註解] FD-SOI技術正應用於製造物聯網、車用電子和機器學習市場中的各種設備。
石鏡泉表示,陸製北斗導航型晶片,模塊等基礎產品銷量已超過1億片,未來將看到更多應用北斗技術的各類產品,而北斗系統最新也只用28奈米晶片,可見大陸國家政策也在配合北斗三號衛星導航發展。 全球晶圓代工龍頭台積電早在2011年就開始量產28奈米製程晶片,當時中芯的技術只停留在40奈米;2013年台積電就已達到中芯目前所訂目標,每月10萬片12吋晶片。 28奈米 大陸晶圓大廠中芯國際上周公告,於北京設立合資廠,將發展28奈米或以上製程,首期目標產能為每月約10萬片的12吋晶圓;隨後,大陸國務院4日公布發展半導體和軟體產業新政,對製程小於28奈米且經營15年以上的企業或項目,免徵前10年企業所得稅。 相較之下,全球第4的晶圓代工廠中芯國際,2015年首次量產28奈米,目前技術依然落後,營收占比一直偏低,最高也未超過10%,而且多年來毛利率還是負的,也就是說28奈米還在賠錢。 从应用领域来看,目前除了应用于手机,电脑的CPU,GPU,AI等芯片应用先进工艺,对我们日常生活应用的大多数产品,28纳米工艺完全可以满足,包括智能手表,中低端平板电脑等消费电子产品,电视、空调、冰箱等家用电器,再到汽车,工业等领域,28纳米的成熟工艺芯片依然是主流。 還有一個重要原因是,儘管客戶更願意使用更成熟的製程和更低的成本製造,但 8 吋晶圓廠隨著設備折舊而數量大幅下降,即 200 奈米晶圓利用率升高且產能增長緩慢,因此原本能用更成熟製程的電子產品也被迫往 28 奈米遷移。
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對於聯電來說,無論是電源管理、顯示驅動、車用、甚至影像處理器都是採用28奈米製程生產。 針對產能過剩隱憂,分析師認為,台積電具備三個優勢,不管未來成熟製程供需如何變化,都可以繼續穩如山。 首先以投資金額來看,台積電日前宣布今年資本支出將達到400~440億美元,其中10~20%將用於擴增成熟特殊製程產能,相較於先進製程的投入金額,並不算「大錢」。
其實,中芯國際在2015年就開始28奈米製程量產,並於2018年宣佈完成28奈米HKMG的研發。 2018年年底,華虹集團旗下的12吋晶圓代工廠上海華力宣佈:基於上海華力28奈米低功耗製程平台的一顆無線通訊資料處理晶片成功進入量產階段。 至此,除了中芯國際之外,上海華力成為另一家中國晶圓代工廠具備了28奈米製程的廠商。 台積電魏哲家在近期法說會上也說,許多因素都將推升成熟製程需求成長,包括5G、HPC、終端裝置半導體含量增加,加上多鏡頭帶動CIS(CMOS感測器)需求,而28奈米也將是嵌入式記憶體應用的「甜蜜點」。
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SOI 為絕緣層上覆矽技術,主要是在矽晶圓上做特殊材質處理,在矽基板上增加絕緣層,物理上由於多了一層材料,可使複雜的製程較易處理,不會因晶圓過薄影響良率,電性表現上較更節能省電,產出的晶片也會有較高的效能。 大陆方面,大陆晶圆代工龙头中芯国际今年3月18日公告,与深圳市政府合作发展半导体产业,投资额估计为23.5亿美元,资金到位后,中芯深圳将由中芯国际和深圳重投集团分别持股55%、不超过23%股权,用以12吋晶圆生产28奈米以上制程。 28奈米 实际上,北京当局去年宣布,只要是生产28奈米以上制程,将享有10年的免税优惠,展现大陆半导体产业自主化的决心。 聯電 P6 廠區擴產計畫將於 2023 年第 2 季投產,對聯電來說,屆時可強化 28 奈米製持驅動 IC 等市場的領先地位。
- 2022年,加拿大公司TechInsights通过逆向工程拆解分析中芯在2021年7月向加拿大比特币挖矿公司MinerVa供货的MV7挖矿芯片,发现其为7奈米制程,因此证明中芯第一代7奈米芯片已量产,使其成为继台积电和三星之后,全球第三家投产7奈米芯片的芯片厂。
- 邱俊荣指出,台积电先进制程非常强,将来可能到2奈米甚至更小,可用在最先进国防、机械或手机上;28奈米则是比较过时的技术,可用在相对低阶的车用或其他应用。
- 苹果公司过去要从国外购买所有先进的芯片,现在,他们更多的产业链需求会在国内得到满足。
- 石鏡泉表示,陸製北斗導航型晶片,模塊等基礎產品銷量已超過1億片,未來將看到更多應用北斗技術的各類產品,而北斗系統最新也只用28奈米晶片,可見大陸國家政策也在配合北斗三號衛星導航發展。
- 联电总经理简山杰则指出,联电在包括28奈米OLED驱动IC等多个领域中具有领先地位,此举将进一步强化联电在半导体产业的重要性,掌握市场未来新的商机。
- 到了 2013 年,三星、GF 及 UMC 的 28 奈米 HKMG 才剛導入量產,台積電則利用先發優勢快速搶占客戶資源、佔領市場,28 奈米出貨量持續攀升,甚至佔據超過 80% 細分節點市佔。
在技術追趕上和世界第一流的代工企業存在著代差,想要後發趕超則需要有足夠的決心,集聚資本、技術、人才、市場4大要素合力,才可能實現成功的趕超發展。 雖然14-12奈米這一代的生產線,在目前半導體中非常的關鍵,14奈米製程及以上能夠滿足目前70%半導體製造工藝的需要,定位中端的5G晶片也都採用12奈米工藝。 此外,台积公司领先全球的28奈米制程技术以采用高介电层/金属闸极(High-k Metal Gate,HKMG)的后闸极(Gate-last)技术为主。 相较于前闸极(Gate-first)技术,后闸极技术具备较低的漏电流以及能提供更佳的晶片效能等优势。 1992年返台后,梁孟松擔任台湾积体电路制造股份有限公司工程师、资深研发处长,是台积电近500項专利的发明人,负责或参与台积电每一世代制程的最先进技术,也是「新制程设备遴选委员会」成员。
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他最後表示,隨著5G和AIoT時代的到來,特別是在智慧城市、自動駕駛、安防物聯網等領域各項產品日趨豐富,晶片也逐漸專注於針對特殊場景的優化,專用晶片即將迎來百花齊放的大爆發時代。 由於梁孟松掌握关键核心技术卻投靠原東家的竞争对手,并造成老东家台积电惨重财务和技术损失,导致台湾很多民众对梁孟松极度不满、痛恨,斥责其为“叛徒”、 “叛将”、 28奈米 “半导体吕布”、及“现代版三姓家奴”。 在三星开出三年相當於梁在台积电任職十年的薪資以及提供行政专机等条件下,梁孟松同意加入三星并同时带走包括旧部在内的二十多个台积电工程师。 美国专利及商标局的资料显示,梁孟松参与发明的半导体技术专利达181件,均为关键技术研究,他在台美两地发表的技术论文共350余篇。 香港經濟日報引述專欄作家石鏡泉看法,他比喻,台積電的7奈米和5奈米可應付高尖端魚翅市場,28奈米經多年發展如同白粥等基本食品,中芯可以經營中端白粥市場,各有各的愛好者。
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放眼全球,據 TrendForce 調查研究,2020 年 28 奈米以上製程產品線更廣泛,包括 CMOS 圖像感測器、小尺寸面板驅動 IC、射頻元件、電視系統單晶片、Wi-Fi 及藍牙晶元等眾多需求增長,28 奈米訂單持續爆滿。 另一方面,隨著 28 奈米成熟,市場需求呈爆炸性成長,從最開始應用在手機處理器和基頻,到後來在 OOT 機上盒和智慧電視等更廣泛的應用領域。 隨著個人積體電路時代到來及物聯網、5G 等技術演進,無論改善手機螢幕的 OLED 驅動 IC,還是滿足物聯網設備的各種連接晶片,還是混合計算中心、無線基地台及自駕車等專有領域的 FPGA,高性能低功耗的 28 奈米都是理想選擇。 選擇 HKMG 電晶體結構,業界分成兩大陣營,一家是以 IBM 為首的 Gate-First 製程流派,支援者還有英飛淩、NEC、GF、三星和意法半導體等晶片製造技術聯盟所屬成員。 這兩種流派各自都有難點,前者 PMOS 管門限電壓難以控制,後者需要設計環節積極配合修改電路提升密度。 十多年前開發的 28 奈米製程,在 5 奈米先進製程廣泛用於智慧手機的今天,依然熱度不減,甚至引發各晶圓廠新一輪競爭。
台积电對判決結果不服上诉,二审时智慧法院合议庭認定成均馆大学与三星具特殊关系,而韩国此类企业大学具某种有益於企業之不公开作用,因而判定成均馆大学对三星有类似功能,加上台积电提供的相關证据,使台积电在二审獲胜。 梁孟松不服上訴,最終最高法院判决结果為:在2015年12月31日之前,梁孟松不能以任何方式继续为三星提供服务。 該判決結果亦為台灣的法院史上第一次限制企业高階主管在競業禁止期限結束後,仍禁止至競爭對手公司任職,有媒體評論這是「歷史性的判決」。 为符合竞业条款所规定的竞业禁止期限,梁孟松先于2010年10月开始在三星旗下的成均馆大学担任访问教授,實際任教於三星内部企业培训大学——三星半导体理工学院(SSIT),2011年7月13日,梁孟松正式加入三星集团,担任三星LSI部门技术长,同时也是三星晶圆代工的执行副总。