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台积电的昨日,今朝,与展望(III) 高处不胜寒

(2020-06-23 08:50:27) 下一个

未来对台积电似乎非常光明,规划中的2nm工艺的研发,正有条不紊的推进,其 2nm工厂将设置于新竹南方科技园(图 Google Images)。

但竞争对手也在加速追赶,三星正与谷歌合作开发采用三星5nm LPE工艺的定制Exynos芯片组,将搭载于谷歌的Pixel智能手机、Chrome OS设备甚至数据中心服务器中。三星还先一步将GAA用于3nm芯片,成功研发出首款3nm芯片,计划今(2020)年底用GAA MCFET 工艺技术(图 Google Images)试产3nm工艺。环绕式栅极晶体管(GAAFET,Gate-All-Ground FET)是一种新的技术选择,预计会取代已逼近物理极限的FinFET,用于制造出密度更高的芯片。三星3nm采用的GAA技术名为多桥通道FET(MBCFET,Multi-Bridge Channel FET)。这是一种纳米片FET(nanosheet FET),可通过用纳米片替换纳米线周围的栅极,实现每堆更大的电流。

相应于台积电与三星在5nm/3nm等先进制程上你追我赶,英特尔正循序渐进地接近7nm制程。需要注意的是,英特尔推出3nm节点锚定在2024年前后,与ASML的新型High-NA EUV光刻机设备的量产时间相吻合。High-NA技术是ASML正在研发的下一代极紫外光刻机(图 Google Images),它将较当前的EUV光刻机在数值孔径、分辨率和覆盖能力等方面提升70%。

与此同时,苹果和高通(图 Google Images)并不要见到台积电的赢家通吃的独大的场景。所以,一旦可能,他们便会扶持三星并拉它一把。而过往的电子行业历史证明:韩国人不可小觑,其执着痴迷的精神和敢于豪赌的气慨,曾经都快要将台积电拉下马(梁孟松助三星率先FinFet量产,获得苹果A9芯片大单)。

半导体产业从日本转移到台湾和韩国,实质上是一场美国主导下的全球半导体分工的大洗牌(图 Google Images)。可以预料的未来,美国仍将以在半导体材料、设备、和软件(EDA+IP)领域的绝对优势而继续保持其全球半导体行业的主导地位,包括台积电生产必不可少的拉姆刻蚀机、应用材料、维利安半导体的离子注入机,以及受美国的长臂管辖的ASML光刻机。

细心的人注意到,台积电的大股东,都或多或少有美国的影子:花旗(Citibank)托管台积电存托凭证专户持股20.78%;摩根大通(JPMorgan Chase)托管沙乌地阿拉伯中央银行投资专户持股3.1%;花旗(台湾)商业银行受托保管新加坡政府投资专户持股2.29%;摩根大通托管阿布达比投资局投资专户持股1.39%;大通托管欧洲太平洋成长基金大卫费雪等专户持股1.17%。据统计,台积电1997年美国上市,包括华尔街在内的外资控股超过80%,其中大部分是美资。自然而然,台积电关键时刻敢(可能)违背股东(美国)确保全球半导体行业的主导地位的意愿吗?

由此,却不过美国的再三邀请(要求?),台积电上月(5月)15日宣布将赴美亚利桑那州建5nm制程工厂(图),计划8年总投资120亿美元。据认为,该项投资将帮助美国进一步加强在半导体领域的竞争力以及半导体供应链的安全。而对于台积电来说,在美建厂可以进一步贴近美国本土的客户,同时优化与美国的关系。但是,建立一个自给自足的供应链,不仅包括晶圆代工,封装和测试也至关重要。而目前美国尚无配套的封装和测试企业。这意味着晶圆在美国生产出来后,需要运送至它国进行封装,此举无疑将增加产品成本。即便如此,台积电也决定要做这桩几乎无利可图的生意。关键是,台积电有选择吗?

其实不止台积电,Intel和GlobalFoundries也是美国谋求晶圆代工可控的潜在合作对象。据《华尔街日报》报道,上个月, Intel首席执行官鲍勃·斯旺(Bob Swan)曾向国防部官员致信,表示他的公司已准备好与五角大楼合作建立商业代工厂。而GlobalFoundries的发言人Laurie Kelly表示,该公司随时准备与该行业和美国政府合作,“以确保美国具备为其最安全和最敏感的技术提供半导体所需的制造能力。”可以看到,特朗普政府这次是动真格的,希望借此重塑当前的晶圆代工格局,使得全球半导体产业主导权重回美国。

未来在台积电看来似乎阳光灿烂的,但细心的人也能看见天边海角的些许浮云。将未来放在放大镜下,除却一个紧逼的对手外,隐隐约约地,似乎有两道坎横亘在台积电前面。

(未完待续)

参考资料

与非网.(2020). 独霸晶圆代工龙头宝座,台积电5nm制程推升运营. 芯热门. 链接https://moore.live/news/218558/detail/

张忆东, 王文洲.(2018).张忆东:台积电的成功之路. 搜狐. 链接https://www.sohu.com/a/236789837_313170

中金点睛. (2019). 中金:解析全球晶圆代工龙头的崛起之路. sina新浪财经.链接https://finance.sina.com.cn/stock/stockzmt/2019-10-15/doc-iicezuev2241047.shtml

Nenni, D.(2012). A Brief History of TSMC.SemiWiki. 链接 https://semiwiki.com/semiconductor-manufacturers/tsmc/1539-a-brief-history-of-tsmc/

TSMC. (2020). TSMC announces intention to build and operate an advanced semiconductor fab in the United States. tsmc. 链接https://www.tsmc.com/tsmcdotcom/PRListingNewsAction.do?action=detail&newsid=THGOANPGTH

Wang, J. (2020). The Billionaire Behind The Taiwanese Company Building A $12 Billion Semiconductor Factory In Arizona.Forbes. 链接 https://www.forbes.com/sites/jenniferwang/2020/05/15/the-billionaire-behind-the-taiwanese-company-building-a-12-billion-semiconductor-factory-in-arizona/#6296cb30700d

Wikipedia.(2020). Morris Chang. https://en.wikipedia.org/wiki/Morris_Chang

 

 

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评论
国华P 回复 悄悄话 回复 '波波大' 的评论 : 谢谢,应该很快的,星期四上午吧。
波波大 回复 悄悄话 很好的文章!期待下一篇。
国华P 回复 悄悄话 回复 '锦川' 的评论 : ????谢谢你的鼓励。
锦川 回复 悄悄话 好文。
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