在8月18日的2022世界半導體大會暨南京國際半導體博覽會上,臺積電(中國)有限公司技術總監陳敏做了“新的世界,新的契機”主題演講,介紹了半導體產業發展的機會與挑戰,以及臺積電如何協助客戶來應對這些變化。
陳敏認為,當前正處于一個科技快速發展的新數字化時代,新的數字化時代帶來了一個新的世界,新的世界也會帶給半導體產業新的機會和挑戰。
半導體的機會和挑戰
其一,先進制程結合3D IC的轉型。隨著社會正在創造越來越多的智能化邊緣設備,也就需要有強大的算力來支持海量的數據。之前,晶體管微縮可以獲得效能的提升,從而滿足高能效和低能耗的需求。而現在,還需要借助3D IC的力量,來實現良好的系統效能。
陳敏提到,AI和5G的快速發展,使得芯片產量在各個不同的應用領域快速成長,結構性的成長給運營模式帶來了很大的變化。在以前,產能擴充主要以先進制程為主,成熟制程產能通過已經折舊的廠房和設備就可以滿足客戶需求。但是現在成熟制程的產能需求也在增加。雖然半導體產業面對一個短期的波動,但是結構性需求的成長是長期的,臺積電對于半導體產業的未來感到樂觀。
其二,供應鏈管理方式的變化。由于疫情和地緣政治的影響,供應鏈的管理變得越來越重要,越來越多的客戶以增加庫存的方式來增加供應鏈的靈活度。同時,產業也在增加供應鏈靈活度和成本之間取得平衡。
盡量減少客戶成本增加
面對市場的變化,臺積電的應對舉措:其一,會堅持其一直以來取得的成功秘訣,齊心合作,讓先進制程和成熟制程產能的擴增對于所有客戶來說都是經濟可行的。其二,臺積電會如同過去35年一樣,專注于某一個產品研發;會協助不同的客戶一起成長;會持續研發最先進的工藝,給客戶提供最先進的技術;同時臺積電也會增加對先進制程和成熟制程產能的投資;臺積電也會加大全球化的生產布局,增加供應鏈的靈活度,盡量減少因為制程復雜度攀升而導致的成本增加。
2021年,臺積電一共試產了超過12000種不同的產品,其中有用到超過300種不同的臺積電的技術。
先進制程的最新進展
本次大會,陳敏還介紹了臺積電在先進制程方面的最新進展。
Wide Technology Portfolio 來源:臺積電
臺積電5nm已經量產超過三年,累計出貨超過200萬片,產品廣泛應用于智能手機、5G、AI、HPC等領域。在5nm的家族,臺積電還有N4、N4P、N4X新成員加入。
臺積電3nm研發進展非常順利,預計在今年下半年實現量產。3nm使用的是Finfet晶體管架構,臺積電也相信Finfet晶體管架構的能效以及生產的成熟度對于客戶在3nm的產品創新是一個最合適的選擇。而客戶也非常踴躍的采用臺積電3nm。
臺積電2nm采用Nanosheet晶體管結構,Nanosheet納米片技術有超過15年的經驗,臺積電相信Nanosheet的能效是適合2nm的,2nm的量產預計會在2025年實現。
其他方面的發展
加大對3D IC 的研發。除了持續研發先進技術,打造更好的晶體管之外,臺積電也在加大對3D IC的研發,3D Fabric是在過去十多年以來對3D IC不斷完善取得的成果,也看到客戶采用3D Fabric試產的產品取得了整個系統效能的提升,有非常良好的表現。
成熟制程產能增加。除了在先進制程的需求在增加之外,成熟制程的需求也在增加,包括射頻技術,存儲器,超低功耗的產品。臺積電也會加大加快對成熟制程產能的投資,未來幾年,臺積電在成熟制程的產能也會有相當數量的提升。
臺積電的生產制造的最主要的目標是在有效的時間內給客戶提供有效的產能。除了產能外,還包括很好的生產周期和很好的良率。
最后,陳敏表示:臺積電建設了專業的集成電路代工服務模式,臺積電永遠不會跟客戶競爭,因為臺積電沒有自己的產品。臺積電和客戶之間的信任,建立在一次又一次的面對挑戰,以及一次又一次的客戶挑戰的過程中,臺積電致力于跟客戶建立長期的合作伙伴關系,這一點現在和將來都不會發生變化。
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