台积电2纳米工艺即将于明年下半年量产 两地工程皆按计划进行且进展良好

2024年09月30日 09:05 次阅读 稿源:半导体芯闻 条评论

台积电2纳米即将于明年下半年量产,目前正如火如荼进行试产中。新竹宝山Fab20厂进机流程已告一段落,7月开始试产。高雄Fab22首座P1厂也即将完工,预计12月进行设备装机,最快将于明年第二季试产。

外媒报导,台积电2纳米已进行风险性试产,确保在量产之前,能有稳定的良率。早在去年12月,台积电就已向苹果、辉达展示2纳米制程技术原型的测试成果。

对于2纳米试产进度?台积电表示,2纳米制程技术按计划如期进行中。高雄和美国亚利桑那州的晶圆厂兴建。

台经院产经资料库总监刘佩真接受太报专访表示,台积电原本就规划在今年下半年进行2纳米试产,先前也曾听闻装机时间比原先预期还要早。看来,2纳米可望顺利于明年下半年进入量产。

至于2纳米生产基地位于何处?她提到,新竹宝山是2纳米首发生产基地。此外,高雄3座厂完工之后,也会同步生产2纳米芯片。

高雄厂将展开设备装机!明年Q2试产

根据媒体引据供应链消息指出,高雄2纳米第1座厂即将兴建完工,预计12月展开设备装机,最快明年第二季试产。至于高雄第2座厂装机时程将落在明年下半年甚至后年初,2座厂月产能皆为2万片左右。

海外厂部分,美国Fab21亚利桑那第1座厂正进行试产,明年将量产4纳米。刘佩真认为,台积电最先进制程会在台湾先Run过一遍,同时也需确认“良率”是否能到达一定水准,并衡量性价比。后续才会搬到美国进行相关产线的量产,这是比较合理的状况。

另根据大摩(Morgan Stanley)最新报告指出,台积电2纳米月产能将从今年的1万片试产规模,增加到明年的5万片左右。到了2026年,苹果iPhone 18 内建的A20芯片会采用2纳米制程量产,届时月产能将达8万片。3纳米产能则同步扩增至14万片,其中美国亚历桑纳厂将有2万片产能。

首款内建2纳米芯片的产品→Macbook Pro

苹果无疑是台积电最大客户,去年贡献台积电营收比重高达25%。苹果也将成为台积电2纳米的第一家客户,据悉已包下台积电2纳米初期的全部产能,用于生产M5芯片,内建M5芯片的MacBook Pro 笔电可望成为首批采用2纳米制程的新品。

除了MacBook Pro 笔电之外,知名分析师郭明錤近期表示,2025年iPhone 17 的处理器(代号A19)仍将采用台积电N3P(第二代3纳米)制程;2026年iPhone 18 的处理器才会采用2纳米制程,但基于成本考量,届时,可能不是全系列iPhone 18 的处理器都采用2纳米。

还有哪些IC设计厂将下单2纳米?

刘佩真提到,除了苹果之外,高效能运算、AI芯片甚至手机处理器等IC设计业者,都会是台积电2纳米的客户。“包括超微、辉达、联发科以及高通等,都是2纳米潜在客户。”车用电子领域也有机会,例如恩智浦可能在后期采用2纳米。

她点出,以2纳米接单状况而言,台积电明显优于英特尔和三星,已有相当多大厂都表达将下单台积电2纳米。因此,在未来2纳米产能利用率的填补,也不会有太大问题。3纳米以及N3P接单的强势程度会延续到2纳米进程,持续奠定台积电在全球先进制程领先的国际地位。

魏哲家:客户希望尽快进入2纳米制程

IC设计大厂对2纳米需求到底有多殷切?台积电董事长暨总裁魏哲家曾说,客户对2纳米展现高度兴趣和参与度,他们都希望尽快进入N2(2纳米)、N2P甚至A16制程,同时也希望之后的先进制程能进一步降低功耗,魏哲家期盼在未来两年能建立足够产能已满足客户需求。

“台积电2纳米技术采用纳米片(Nanosheet)电晶体结构,在密度和能源效率上都会是业界最先进的半导体技术。”他还霸气表示,“台积电进入2纳米制程之后,全世界只有一家厂商不是台积电的客户,其余皆是。”台积电将于2025年第四季开始量产2纳米;至于2纳米对营收实质贡献将从2026年第一季末或第二季初开始。

魏哲家强调,N2是一个非常复杂且庞大的技术节点。客户花了更长的时间来准备产品设计定案(tape outs)。所以他们都在早期阶段与台积电接触,希望能确保产品蓝图和提升产能。从产品周期时间来看,N2对营收贡献将大于N3,如同N3对营收贡献大于N5一般。

三星、英特尔想弯道超车?

至于台积电的竞争对手三星,先前根据韩媒爆料,三星2纳米(GAA环绕式闸极)良率仅不到20%,还决定撤出美国德州泰勒厂,只留下少数工作人员。刘佩真说,“三星在美国厂的投资脚步已放缓,反映出该公司在晶圆代工业务的困境,确实无法从台积电手上夺取更多客户。”

再谈到英特尔,她坦言,“他们现阶段面临裁员以及缩减资本支出的问题,以及营运上众多纷扰,无法专注在先进制程上的推进,想要对台积电进行弯道超车,确实颇为困难。”

台积电业务开发及全球业务资深副总暨副共同营运长张晓强曾指出,N2(2纳米)技术是一个革命性的节点,将电晶体架构从FinFET(鳍式场效电晶体)改为Nanosheet(纳米片电晶体),透过持续强化且具创新结构的设计技术协同优化,纳米片电晶体可提供优异的能源效率;目前N2进展顺利,转换目标达90%,换成良率则超过80 %。

透过元件宽度调节,N2搭配NanoFlex 创新技术可将效能、功耗、面积(PPA)的优势发挥到最大化。使高度较低的元件能够有效节省面积,并拥有更高的能源效率,而高度较高的元件则将效能最大化。客户可在相同的设计区块中优化高低元件组合,提升15%的速度,同时在面积与能源效率间取得最佳平衡。

台积电表示,2纳米制程技术提供全世代的效能和功耗优势,相较于N3E,在相同功耗下,速度增加10~15%;在相同速度下,功耗降低25~30%,同时芯片密度增加大于15%。2纳米技术在头两年的产品设计定案(tape outs)数量将高于3纳米和5纳米的同期表现。

台积电强调,2纳米制程技术研发进展顺利,装置效能和良率皆按照计划甚或优于预期,将如期在2025年进入量产,其量产曲线预计与3纳米相似。N2P是2纳米家族的延伸,比N2效能增长5%,并降低5~10%功耗优势,计划于2026年下半年量产;N2X也计划在2026年推出。

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