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隨著台積電發生2奈米洩漏一案,2奈米技術屬於國家等級的營業機密,更加凸顯半導體在產業中的重要性,先進製程已成為兵家必爭之地。
除了護國神山台積電以外,韓國三星、美國英特爾、日本 Rapidus 都全力投入2奈米製程,希望能在競爭激烈的市場裡分一杯羹。《經濟日報》為讀者整理半導體巨頭們在2奈米最新時程,以及台積電廠區布局等相關重點。
2奈米競賽升溫:台、美、韓、日同步加速
台積電董事長魏哲家7月17日法說會上表示,2奈米(N2)將在2025下半年如期量產,量產曲線與3奈米相當, 由於2奈米單價比3奈米高(每片約3萬美元),將為營收帶來顯著的貢獻,獲利也會優於3奈米。
2奈米製程的電晶體密度和能源效率,和現行量產的3奈米相比,速度提升10%到15%,功耗降低25%到30%。
英特爾的18A節點雖仍落後台積電的2奈米製程良率,但已超越競爭對手三星,且有望在今年年底前量產。根據 Keybanc Capital Markets 的分析,英特爾18A製程目前良率已進展至55%,較上季的50%有所成長;相較之下,三星的 SF2 製程良率約為40%。台積電2奈米良率則為65%。
三星在財報中提到,半導體的晶圓代工2奈米將於下半年量產。其中,三星2奈米晶片僅自家手機採用,台積電2奈米製程客戶則有蘋果、聯發科、高通及超微等大廠,應用領域包含智慧手機晶片和電腦中央處理器(CPU)。
另外,日本 Rapidus 日前宣布2奈米製程試產成功,不過,Rapidus 的產能規模和商業模式與三大半導體廠台積電、三星及英特爾仍有很大的差距。
2奈米量產時程比較
| 公司 | 節點名稱 | 良率 | 量產時程 |
|---|---|---|---|
| 台積電 | N2(2奈米) | 65% | 2025下半年量產 |
| 英特爾 | 18A(對標2奈米) | 55% | 2025下半年量產 |
| 三星 | SF2(2奈米) | 40% | 2025下半年量產 |
| Rapidus | 2奈米 GAA | — | 預計2027量產 |
資料來源:編輯整理
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關鍵先進製程聚落在哪裡?盤點台積電廠區布局
台積電2奈米產能將主要布局在臺灣,包括新竹科學園區寶山和南部高雄兩地同步推進。
新竹寶山的第一座2奈米晶圓廠已於2024年4月完成機台進駐,將於2025年開始生產;第二座寶山2奈米廠則預計2026年量產。
高雄的首座2奈米廠(Fab 22)於2024年底前提前半年完成機台進駐,2025年上半年試產,並在下半年開出產能。高雄廠區規劃分階段擴建多達五座晶圓廠(P1~P5),高雄 Fab 22 全期投資將超過新臺幣1.5兆元,預計創造7,000個高科技職缺與2萬個建設工作機會。
有關台積電美國廠的布局,董事長魏哲家在7月17日法說會上表示,客戶對先進製程強勁需求,正加快美國擴廠腳步,亞利桑納第三廠將採用2奈米與A16製程,已開始動工。
魏哲家指出,台積電最終將在亞利桑那州建構六座晶圓廠與兩座先進封裝廠,並設立一座研發中心,成為超大晶圓廠聚落,建設完成後,2奈米及更先進製程產能將會有約30%來自亞利桑那州晶圓廠。
魏哲家表示,台積電亞利桑那第一座晶圓廠(N4製程)已於2024年底量產,良率與台灣相當;第二座採用3奈米製程的晶圓廠已完工,因客戶對先進製程興趣高,將努力把量產進度加快數季,以支持客戶需求;第三座廠區(N2與A16製程)已開工,將加速興建。
魏哲家強調,規劃第四座晶圓廠將採用2奈米和A16製程技術,第五、第六座晶圓廠將採用更先進的技術,晶圓廠建設和量產計畫將依客戶的需求而定。
日本布局方面,魏哲家指出,日本熊本第一座特殊製程技術晶圓廠已於2024年底開始量產,第二座特殊製程晶圓廠的營造工程目前訂於今年稍晚開始,取決於當地基礎設施的就緒情況。
歐洲廠部分,魏哲家說,台積電正按計畫於德國德勒斯登興建一座特殊製程技術晶圓廠,進展良好,晶圓廠的量產計畫將依客戶的需求及市場狀況而定。
台積電於8月11日、12日舉行為期二天的董事會,12日公布決議,因應先進製程和先進封裝建置和廠房興建,董事會則通過第3季資本支出預算206.58億美元,以利推動製程推進和產能擴增。不過董事會未針對2奈米洩密案及是否啟動美國新廠建廠及與英特爾合作案,發布任何決議。
衝刺2奈米量產時程 英特爾、Rapidus 是否能彎道超車?
晶片大廠英特爾7月24日表示,最新的18A先進製程進展順利,但下一代的14A製程,將會「根據已確認的客戶承諾打造」,首次示警若找不到外部大客戶,將考慮取消14A製程與後續先進製程的開發。英特爾專注於18A先進製程,擬放棄14A先進製程,有著專心與台積電較勁的意味。
先前台積電驚爆內鬼洩密案,有員工外洩台積電即將量產、獨步全球的2奈米關鍵技術,甚至有人帶槍投靠跳槽到日本半導體設備大廠東京威力科創(TEL),並傳出將相關機密洩漏給日本半導體國家隊 Rapidus,作為開發時設備調整的參考資料。
其實,Rapidus 在7月18日首次向媒體公開由今年4月剛啟用的北海道千歲市工廠試產2奈米半導體樣品,且已確認可以正常運作。Rapidus 以2027年實現量產為目標,追趕海外競爭對手。雖已站上起跑線,但能否進一步提升完成度,最終獲得客戶,依然是決定 Rapidus 未來成敗的關鍵課題之一。
2奈米之戰誰會勝出?半導體產業專家表示,英特爾的18A製程良率欠佳,此外,英特爾示警,除非有主要客戶承諾,否則無法支撐14A製程開發,英特爾面臨沉重財務壓力,在製程技術的推進恐難以為繼。
而日本 Rapidus 日前宣布2奈米製程試產成功,但 Rapidus 的產能規模和商業模式與三大半導體廠台積電、三星及英特爾有很大的差距。
2奈米賽局的勝負或許已經有答案,業界認為,台積電的生產是依據多元客戶需求量身訂做,由於台積電客戶超過500家,生產產品逾萬種,在經濟規模下得以支持2奈米研發導入量產。台積電在2奈米的良率、客戶結構、量產規模和市占等方面,皆遙遙領先其他競爭對手,台積電將繼續在先進製程維持領先地位。
(資料來源:記者尹慧中、朱子呈、鐘惠玲、張宏業、編譯任君翔、劉忠勇、台積電官網)




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