​关键一步补全,台积电5nm开足马力

日期: 2020-03-04
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晶圆代工龙头台积电3日宣布与全球IC设计龙头博通(Broadcom)携手合作强化CoWoS(基板上晶圆上芯片封装)平台,支援业界首创且最大的两倍光罩尺寸(2X reticle size)中介层,面积约1,700平方毫米,将可支援台积电即将量产的5纳米先进制程。


台积电完成5纳米晶圆代工到后段封装测试的一条龙制程,并确保今年成为全球唯一量产5纳米的半导体厂。

台积电已准备好第二季5纳米晶圆代工制程进入量产,苹果及华为海思是主要两大客户,包括高通、博通、联发科、超微等大客户后续也将开始展开5纳米芯片设计定案并导入量产。为了建立完整生产链,台积电在先进封装技术上再突破,包括建立整合扇出型(InFO)及CoWoS等封测产能支援,系统整合芯片(SoIC)及晶圆堆叠晶圆(WoW)等3D IC封装制程预期2021年之后进入量产。

台积电此次与博通合作的新世代CoWoS封装技术,延伸了5纳米价值链。

其中,新世代CoWoS中介层由两张全幅光罩拼接构成,能够大幅提升运算能力,藉由更多的系统单芯片(SoC)来支援先进的高效能运算系统,并且也准备就绪以支援台积电下一世代的5纳米制程技术。

此项新世代CoWoS技术能够容纳多个逻辑系统单芯片、以及多达6个高频宽记忆体(HBM)立方体,提供高达96GB的记忆体容量。此外,此技术提供每秒高达2.7兆位元的频宽,相较于台积电2016年推出的CoWoS解决方案,速度增快2.7倍。CoWoS解决方案具备支援更高记忆体容量与频宽的优势,非常适用于记忆体密集型的处理工作,例如深度学习、5G网路、具有节能效益的数据中心等。

在台积电与博通合作的CoWoS平台之中,博通定义了复杂的上层芯片、中介层、以及HBM结构,台积电则是开发坚实的生产制程来充分提升良率与效能,以满足两倍光罩尺寸中介层带来的特有挑战。透过数个世代以来开发CoWoS平台的经验,台积电创新开发出独特的光罩接合制程,能够将CoWoS平台扩充超过单一光罩尺寸的整合面积,并将此强化的成果导入量产。

台积电研究发展组织系统整合技术副总经理余振华表示,自从CoWoS平台于2012年问世以来,台积电在研发上的持续付出与努力,将CoWoS中介层的尺寸加倍,展现持续创新的成果。

台积电与博通在CoWoS上的合作是一个绝佳的范例,透过与客户紧密合作来提供更优异的系统级高效能运算表现。

台积电大联盟备战


虽然疫情导致市场开始保守看待半导体生产链第二季营运表现,但晶圆代工龙头台积电(2330)5纳米制程仍如期在第二季进入量产,第三季以最快速度拉高产能,而苹果及华为海思是主要客户。随着5纳米进入量产,台积电大联盟成员全员备战

情在全球各地延烧,导致中国大陆市场智慧型手机买气急冻,所幸欧美等地需求稳定,苹果将如期在第一季底推出低价版iPhone SE2,对台积电7纳米投片维持高档,包括高通、联发科、华为海思等对先进制程需求维持强劲。整体来看,上半年7纳米产能仍是供不应求。

台积电今年拉高资本支出至150~160亿美元,主要用于扩充7纳米产能,及完成5纳米量产及产能建置。虽然新冠肺炎疫情是很大的不确定因素,但因市场仍预期疫情会在夏天到来时获得控制,所以对台积电先进制程需求维持高档,台积电则依计画如期在第二季进入5纳米量产阶段,第三季以最快速度拉高产能,下半年5纳米产能拉升速度及幅度可望再创下台积电产能建置新高纪录。

设备业者指出,台积电5纳米量产初期的两大客户分别是苹果及华为海思。其中,苹果看好下半年支援5G的iPhone 12推出将带动强劲换机需求,新一代A14应用处理器投片量明显大于去年同期规模,同时也将启动另一颗研发代号为Tonga的5纳米芯片生产计画。华为海思今年也有2颗5纳米芯片将在下半年量产,预期会是新一代5G智慧型手机系统单芯片。

台积电5纳米进入量产且不得有所闪失,台积电大联盟成员同样进入备战状态。法人表示,5纳米会由第二季小规模试产到第三季进入数万片量产,精测将是主要晶圆测试板及探针卡供应商,而因为采用极紫外光(EUV )技术,家登极紫外光光罩盒(EUV Pod)出货倍数增加,两家业者订单已满到第三季。另外,宜特提供5纳米相关材料及可靠性分析服务,订单能见度亦看到下半年。

此外,台积电将人工智慧及机器学习等功能应用在生产线上,迅得获得7纳米及5纳米生产线自动化系统订单,去年第四季开始出货,今年将带来明显营收贡献。至于台积电Fab 18厂强调绿色生产,信纮科的化学供应系统、制程特殊废液回收系统、全新制程机能水设备等均获认证及采用,为整体营运增添新一波的成长动能。

产能供不应求


疫情蔓延,投资人信心溃堤,晶圆代工厂台积电股价近期重挫。但日前台积电要冲刺先进制程,大举征才逾4,000人。设备业者透露,台积电5纳米订单到上半年几乎满载,下半年全满,即使新冠肺炎疫情肆虐,但目前来看,目前台积电手中订单没有供过于求的情况。

设备业者指出,下半年台积电5纳米订单接满,台积电是今年唯一投产5纳米制程的半导体业者,原本就颇被看好,订单包括苹果新一代A14处理器、高通5G X60芯片及骁龙875手机芯片等都未掉单,目前来看产能依然供不应求。

台积电日前大举征才,展现全力冲刺5纳米制程以下先进制程的决心。台积电5纳米制程将在今年首季开始量产,据台积电官方的数据显示,5纳米制程分为N5及N5P两个版本。N5版本相较于当前的N7,性能提升15%、功耗降低30%、电晶体密度提升80%,N5P较N5性能再提升7%、功耗降低15%。

5纳米制程有效提升产品效能,大受客户青睐,设备业者表示,初期5纳米的产能到2020年第2季为止几乎满载,主要客户为苹果与华为海思。

台积电去年营收1.699兆元,全年税后纯益3,452.6亿元,赚超过一个股本,每股纯益13.32元,年减1.7%,创历年获利次高,连续五年年赚逾3千亿元大关。从台积电财报来看,7纳米制程贡献营收最显著,去年占营收近15%,达2,495.48亿元;其次是16纳米制程约占10%、1,867亿元;28纳米制程约8 %、1,495亿元,还有其他不同成熟制程挹注营收。

尽管终端需求市场疲弱,但台积电第1季营运目标没有调整的计画;台积电先前预估,第1季营收达102亿至103亿美元,比上季高峰季减2%之内,淡季不淡。


来源:半导体行业观察  工商时报

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