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標題: 台灣半导體產業再進入一個新的里程碑 [打印本頁]

作者: admin    時間: 2022-4-15 16:25
標題: 台灣半导體產業再進入一個新的里程碑
台灣叱咤全世界的半导體财產再進入一個新的里程碑!那就是晶圆代工龙头台积電位在南科的3 纳米厂正式举辦上梁仪式。按照外媒《彭博社》的报道指出,台积電的3 纳米制程估计将在2022 年的下半年正式量產。台积電董事长刘德音也暗示,3 纳米厂厂房基地面积约为35 公顷,無尘室面积将跨越16 万平方公尺,约莫是22 座尺度足球場巨细。而届時當3 纳米進入量產時,昔時產能预估将跨越每一年60 万片12 吋晶圆,這也将使得台积電继续连结技能领先职位地方。

按照市場钻研及查询拜访機構《IC INSIGHTS》的最新钻研数据显示,2020 年全世界前15 泰半导體厂傍邊,台积電的年营收可望达454.2 亿美元,将仅次南韩三星(Samsung)及处置器龙头英特尔Intel),居全世界第3 泰半导體厂。不外,相较于三星有影象體及晶圆制造,英特尔以贩卖处置器及其他芯片为主的贸易模式,台积電则是此中独一的纯晶圆代工場。

此外,按照TrendForce 旗下拓墣财產钻研院的调研成果显示,2020 年第3 季台积電在全世界晶圆代工市場的市占率高达53.9%,也就是在前10 名的晶圆代工企業傍邊,其他9 名的总和都没有台积電一家多。而這本日的台灣之光,把握全世界半导體系體例造财產的首要關头,那時是若何创建?這就得從1974 年在台北的一場集會中谈起。

鞭策經济转型促進两大龙头

1974 年,那時的行政院秘书长费骅,會同包含經济部长孙运璿、交通部长高玉树、電信总局局长方贤齐、工研院院长王兆振與電信钻研所所长康宝煌等當局官员,再加之美國無線電公司( RCA)钻研主任潘文渊聚在一块儿會商若何促成台灣經济转型,但愿能從本来的纺织業转而成长電子業。會商成果最後决议,藉由當局的主导来成长集成電路财產,由經济部在工研院底下设立「電子工業钻研成长中間」,也就是厥後的工研院電子所,以電子表利用的芯片为根本,估计自美國引進集成電路技能。

潘文渊邀集海外华人構成「電子技能参谋委员會」(TAC),为工研院制定技能互助约請函,扣问30 多家美國半导體厂商技能移转的意愿,最後選定RCA。那時RCA 已在台灣设厂出產電子產物,并且愿意代训人材,并负有更新技能之义務,和買回所出產出的芯片,因此雀屏當選。那時工研院遴派杨丁元、史钦泰、章青驹等多人赴美國RCA 工場培训,回台灣在電子所设立集成電路树模工場,厥後這些人均成为台灣半导體财產的關头人物。

而電子树模工場出產的首批電子表電路CD4007 A 的良率为55.7%,但4 個月後便跨越RCA 估量的最高良率80%。尔後乃至超出美國的均匀良率83%,而到达88%,连RCA 都自叹不如。厥後,RCA 乃至一度哀求工研院将树模工場或是技能卖回RCA,但为工研院回绝,以後開启了台灣集成電路财產的光辉世代。

不外,產物大受接待的环境下,却發生了另外一個问题,那就树模工場愈来愈贸易化,必要扩厂的資金需求也愈来愈高,而這與工研院身为钻研機構,筹备用心第二期集成電路钻研计画發生冲突,是以决议将树模工場切割出去,這也就是在1980 年建立衍生公司联华電子(联電)的由来。

至于,厥後台积電的建立,则是工研院電子所「超大型集成電路计画」的產品,以後成为继联電後的第2 家衍生公司。犹如联電除腳臭噴霧,一般,1987 年建立台积電之际,時任行政院长俞國华但愿民間持股可以或许最少有51%,以便确保台积電成为民营公司,可是一样由于台灣企業家缺少信念而募資不顺,最後只得追求外資互助,以後由行政院開辟基金投資48.3%、荷兰飞利浦公司投資27.5%,當地民間本钱仅占24.2%。

英特尔也帮了一把

台积電创建後,1988 年董事长张忠谋做了一個關头的决议,那就是透過私家交谊将老朋侪A運彩線上投注,ndy Grove(前英特尔開辦人暨履行长)請到台灣對台积電開展認证,并夺取为英特尔代工產物。那時,拿到英特尔的認证對付台积電来讲相當首要,由于拿到世界级的認证就是對其出產能力最佳的背书,同時也为公司创建起了规章轨制上的國际化尺度。

在顺遂經由過程英特尔的認证以後,即是为其所具有的晶圆代工模式打開買卖的大門,使得建立不久的台积電逐步步上稳健的谋划轨道,并在1994 年9 月5 日正式在台灣证券買卖所上市,股票代码为2330.TW。以後的1997 年10 月8 日,台积電海外存托凭证又在纽约证券買卖所上市,股票代码为TSM.N。

而跟着台积電厥後在晶圆代工范畴惊人的乐成,特别是在業務额屡立异高之际,照旧保持快要50% 的毛利率,台灣及世界各地的半导體设计公司是以大幅增长,加快了半导體财產的技能前進。以後,很多企業争相仿照,起首是新加坡的特许半导體(Chartered Semiconductor)也以纯晶圆代工模式與台积電竞争,别的,南韩三星、日本的富士重工、川崎钢铁、神户钢铁與山叶和美國的英特尔等公司,也在本身营業外投入晶圆代工财產。

面临晶桃園外送茶,圆代工市場的百花齐放,此時的台积電仍按照本身既定的步调迈進。1999 年,台积電领先業界推出可贸易量產的0.18 微米铜制程制造辦事。2001 年,台积電推出業界第一套参考设计流程(Reference DesignFlow),协助開辟0.25 微米電熨斗,及0.18 微米的客户低落设计停滞,以到达快速量產之方针。2005 年,领先業界乐成试產65 纳米制程芯片。同年6 月,张忠谋辞去台积電履行职務,将棒子移交给其一手培育起来的交班人蔡力行,本身则仅担當董事长的职務。

世代瓜代几經挫折

不外,世代轮番後的台积電并無是以而風平浪静。起首是2008 年全世界金融海啸打击,使得2009 年营收较2008 年下滑了11.2%,并且還由于劳資争议事務闹的沸沸扬扬。再加被骗時台积電正在踊跃開辟的40 纳米制程赶上瓶颈,這些身分都讓公司营运面對吃亏的危機。

2009 年6 月,在离任4 年以後,张忠谋以78 岁高龄,從新回锅担當台积電履行长职務,透過一系列的危機处置,使台积電的营运重回正轨。而此中之一的關头,就是继40 纳米制程以後的28 纳米制程,台积電决议采纳與英特尔不异的Gate-last 架構,抛却IBM 的Gate-First 架構,使得那時一样在開辟28 纳米制程的竞争敌手联電、三星、格罗方德都還延续在研發卡關的時刻,台积電能在2011 年正式量產28 纳米制程。

28 纳米制程争先成關头

有人称28 纳米制程为帮忙台积電厥後周全洗心革面的關头,如今看来一點都不为過。缘由在于當其他竞争敌手都還延续在與28 纳米制程技能搏斗之际,台积電率先推出28 纳米制程芯片,使得制程技能和台积電落差没法缩小落差的环境下,只能在65 及40 纳米的技能節點上相互削价竞争。使适當初以高阶芯片为主的IC 设计公司在選择代工場之际,可说除台积電之外,就没有第二選择,也是以使得台积電在28 纳米節點上的上風保持了数年之久,而该制程亦可说是积年来對台积電营收進献最大的制程之一,這也使得台积電之落後一步拉大與其他竞争敌手差距,成为延续稳坐晶圆代工龙头的最大助力。

2013 年,台积電挟28 纳米制程的技能與市場上風,推出半節點進级的20 纳米制程,只是,20 纳米为28 纳米制程所改進而来,在芯单方面积微缩及功耗晋升有限的环境下,较知名的除苹果的A8 处置器外,正式采纳的客户其实不多,未能持续台积電在28 纳米制程上的上風,使得這時候的台积電起头将指望放鄙人一個全節點晋升的16纳米制程成长上。

被迫與三星分单反突显上風

2014 年,台积電推出在20 纳米制程根本上参加FinFET 技能而成16 纳米制程,而且获得利用于搭载于苹果iPhone 6s 和iPhone 6s+ 伶俐型手機上A9 处置器的部門定单。那時,台积電的竞争敌手南韩三星,由于在28 纳米制程上始终没法冲破台积電的上風以後,就将成长方针進一步跳過20 纳米制程,安排到更先辈的14 纳米制程上,而且找来前台积電卖力研發的梁孟松举行技能指导,以後领先台积電的16 纳米制程,率先推出14 纳米制程,厥後還與先前延续在制程上领先台积電同享苹果A9 处置器定单。

那時,苹果采纳了利用双供给商的计谋,一样的芯片设计别离由三星電子和台积電完成晶圆代工。三星出產的芯片代号为APL0898,利用14 纳米制程制造,面积为96 平方公厘;而台积電出產的芯片代号为APL1022,利用了16 纳米制程制造,面积为104.5 平方公厘。固然略有區分,可是苹果声称機能并没有显著區分。

以後,2015 年10 月,市場却傳出,按照测试程式的成果,搭载三星代工芯片的iPhone 续航能力,较搭载台积電代工芯片的iPhone 更低的环境,一系列报道引發了消费者热议。固然,這動静为苹果及三星所否定。可是自A9 系列处置器以後,苹果自A10 系列处置器起头,直到近期最新的A14 系列处置器,苹果就再也没有讓三星举行代工,可以想像此次事務影响的庞大。

制程上風一起领先

固然台积電與三星在16 及14 纳米制程上仍在剧烈竞争,但那時的台积電已起头着手新一代10 纳米制程的開辟,而這此中還参加台积電厥後關头的致胜兵器──InFO 扇出型晶圆级封装技能,并在2016 年正式推出。究竟上,扇出型晶圆级封装技能早在2010 年就已被英特尔研發出来,最初用在英特尔的举措解决方案上,但惋惜的是,英特尔并未對峙下去,反而台积電接辦该技能的研發,并推出彻底版的InFO 封装技能。而该封装技能的最大益处就是低落本钱、加速芯片制造周期,在制程良率到达最好程度時效力特别较着。

跟着10 纳米制程以後,台积電紧接着迎接個位数纳米制程的到临。台积電的第1 代7 纳米制程于2017 年4 月起头@起%5f292%头大范%683m7%围@投產,相较于上一代的10 纳米FinFET 制程技能,台积電的7 纳米制程技能在逻辑闸密度提高1.6 倍,运算速率增快约20%,功耗低落约40%。至于,第二代的7 纳米(N7+)制程技能,在采纳了及紫外光暴光技能(EUV) 以後,则于2018 年8 月起头试產。

而台积電也曾暗示,自2020 年7 月份终究出產出了第10 亿個7 纳米制程芯片以後,换句话说,7 纳米制程自投產起头,到出產出第10 亿個芯片仅耗费27 個月的時候,在均匀每一個月出產出3,700 万片7 纳米芯片的环境下,使得该制程较曩昔的其他制程都要更快到达其量產范围。此外,今朝采纳7 纳米制程的客户稀有十家,其所出產的產物搭载在100 多种的產物上,而若是将這10 亿個内含数十亿個機電體的7 纳米芯片摊平,则足以笼盖13 個纽约曼哈顿。

紧接着7 纳米制程的成长,2020 年台积電的5 纳米制程也進入正式的量產阶段。而按照台积電颁布的資料显示,5 纳米制程将會是台积電的再一個首要制程節點,此中将分为N五、N5P 两個版本。N5 相较于前一個節點的N7 的7 纳米制程機能要再晋升15%、功耗低落30%。而更先辈的N5P 则将在N5 的根本上再将機能晋升7%、功耗低落15%,而N5P 制程技能则估计于2021 年正式量產生髪推薦,。

回首進程,台积電在1987 年建立時由1 座6 吋厂起头,現在已成长成具有4 座12 吋超大晶圆厂、4 座8 吋晶圆厂和1 座6 吋晶圆厂,并具有一家百分之百持有之海外子公司──台积電(南京)有限公司之12 吋晶圆厂,及2 家百分之百持有之海外子公司──WaferTech 美國子公司、台积電(中國)有限公司之8 吋晶圆厂,再加之4 座後段封测厂的跨國性大型半导體公司。




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