供不應求 | 台積電碾壓三星，在5nm工藝上一騎絕塵

晶片，在任何時期，都是所有設備的核心，是所有整機設備的「心臟」， 被喻為國家的「工業糧食」，智能化、網聯化時代更是離不開晶片，現如今晶片市場的競爭已經進入白熱化階段。

一、三星積極進取，台積電緊守陣地

近日，三星宣布完成5nm FinFET研發，較其7nm晶片特定面積電晶體數量增加了25%，速度提高10%，耗能降低20%，首款6nm晶片也完成了設計定案，預計2019年下半年進入量產。

當晚，台積電跟進宣布6nm技術即將面世，預計2020年第一季度試產。

本月初，台積電已經公布5nm進入試產階段的消息。

相比7nm工藝，基於ARM Cortex A72核心的全新5nm晶片能夠提供1.8倍的邏輯密度，性能提升達15%。

在7nm節點，三星被台積電全面壓制。

2018年4月，台積電採用DUV技術，率先實現7nm量產，蘋果A12、華為麒麟980、高通驍龍855等幾乎所有在2018年面世的7nm處理器皆採用台積電製程。

而三星希望率先在7nm節點導用EUV技術，實現對台積電的領先，研發進展相對緩慢，在2018年沒有商用產品問世。

自家處理器Exynos 9820也採用8nm LPP工藝打造，在製程上被蘋果、華為拉開差距。

但三星也並非沒有還手之力。

採用EUV技術的7nm產品預計今年4月開始出貨，Exynos 9825有望成為首款搭載7nm EUV的處理器。

此外，三星7nm EUV斬獲了IBM訂單，雙方將合作開發下一代高性能計算處理器。

本次高調宣布7nm EUV、6nm、5nm進展，顯示出三星在代工市場的進取心。

據相關數據顯示，今年一季度三星在晶片代工市場的份額將達到19.1%，較去年的14.9%提升近三成，而台積電的市場份額則出現了下滑，從去年的50.8%下降到48.1%。

在三星宣布5/6nm進展後，素來低調的台積電選擇第一時間回應，也表現出台積電捍衛市場份額的決心。

二、32歲的台積電，3大戰役成就龍頭地位

近5年來，台積電每年狂砸100億美元，一路踩油門不回頭地瘋狂投資，不但成為全球第一個量產7nm技術的半導體廠，2020年更將成為全球第一個量產5nm技術的大廠，奠定其歷史地位。

台積電究竟是如何站上今日全球半導體巨擘的龍頭地位？有三大關鍵戰役，在32年發展的歷史軌跡中，築起今日的半導體帝國風貌。

1、0.13微米工藝分水嶺

台積電創立於1987年，那是一個IDM廠（設計加上製造）橫著走的年代，但張忠謀創立純晶圓代工模式後，扶植高通、博通等大型 IC 設計公司大放光芒，打破IDM神話，開啟台積電作為領頭羊的專業晶圓代工的時代。

2000年左右，是台積電很關鍵的一個時期，那時全球半導體產業正處於8寸轉12寸晶圓時期，但12寸廠的投資成本遠遠高於1995年由6寸、8寸廠，很多IDM廠認為無力負擔12寸廠建置成本，因此裹足不前，而台積電逆勢而為，大力投入12寸廠建置，奠定成功第一步。

更為關鍵的是，12寸第一個製程技術是0.13微米銅製程工藝技術，相較於當時最大競爭對手聯電採用授權自IBM的技術，台積電自己開發0.13微米銅製程成功，是拉開與聯電之間距離的關鍵一役，因此可以認為是0.13微米世代改造了台積電。

2、史上最賺錢的28nm工藝傳奇

第二大關鍵戰役是「史上最瘋狂賺錢」的28nm工藝，把包括三星在內的所有競爭對手遠遠甩在後面，而這個過程隱含一段秘密。

當時的28nm HKMG工藝技術分為兩派，分別為gate-first和gate-last ，除了台積電以外的半導體廠都是跟隨IBM架構採用gate-first 技術，只有台積電是採用gate - last技術。

其實，台積電最開始也是採用gate-first技術，但研發過程中很快發現有無法克服的障礙，因此內部動作很快，立刻轉換成gate-last技術，經過確認後，更將28nm gate-last技術定義為最終的量產技術，但這個決議過程公司非常低調，幾乎是秘而不宣。

等到台積電對外發布28nm工藝是採用gate-last技術，與所有的半導體廠不一樣時，遭受到大家的質疑。

但這個故事的結局，當然是讓所有競爭對手都懊悔不已，等到大家都發現gate-first技術其實有問題，要效法台積電轉到gate-last技術時，一切都已經晚了，因為這個產業只要你領先別人一年推出，幾乎就把最大的獲利都先收到口袋中。

這一場28nm工藝讓台積電大賺了7-8年，成為史上最賺錢的工藝技術，更是半導體史上的一頁傳奇，一直到台積電前幾年說服客戶轉到16nm工藝後，才讓28nm產能空出來。

如果說當年的0.13微米工藝改造了台積電，那28nm工藝技術就是讓台積電穩穩躋身全球一線半導體大廠的關鍵一步，為邁向半導體霸主的龍頭地位鋪好康莊大道。

3、全球首家量產7nm技術讓英特爾也折服

台積電第三大關鍵戰役，就是眼前的7nm技術世代。

原本對外表示要大張旗鼓進軍晶圓代工產業的英特爾，因為10nm技術難產、產能不足等問題，也開始淡出晶圓代工產業，這一點早已在張忠謀的預料之中。

相較於英特爾的淡出，三星對於晶圓代工的龍頭地位一直視虎視眈眈。

憑藉著有DRAM內存和NAND Flash快閃記憶體全球龍頭的技術，加上有品牌手機做後盾，三星一直花招百出要攻略晶圓代工領域，之前更一直放話會是首家摘下7nm量產的半導體廠，但最後仍是敗給台積電。

過往台積電在40nm工藝世代時，從小量到全量產花了35個月，到了28nm縮短至20個月，到了20nm工藝以後，僅花了3個月就達成，7nm依然保持這樣的紀錄。

台積電在7nm和5nm兩個技術世代上的領先，不但超越英特爾，更以「硬實力」將一直放話的三星甩在後面。

當然，三星也沒有放棄扯後腿，日前再度從台積電手上搶下高通7nm工藝技術的Snapdragon 865處理器晶片訂單，雖然業界認為是三星低價搶單，但三星和高通之間的關係太錯綜複雜，可能不是一句「低價」就可以概括這場交易。

三、台積電5nm遭搶

據悉，台積電的5nm將在2020年正式量產，進一步引起市場關注之後，現在有平面媒體報導，因為大客戶搶5nm產能的關係，不但使得台積電將量產時間提早至2020年第1季，也進一步提高每個月的預訂產能。

台積電將5nm製程提前至2020年3月量產的主因，是因為包括蘋果、海思、超微、比特大陸和賽靈思積極搶產能的情況，使得台積電的5nm產能超乎預期，這也使得台積電將預定產能由每個月的5.1萬片，提升至每個月7萬片，增幅一口氣達近四成。

市場拉抬5nm產能需求的主因，主要在於各國5G布建的加速，帶動人工智慧與高效能運算晶片的市場需求所造成。

據了解，目前台積電的主要客戶對於導入5nm製程的情況也相當積極。

除了原定的蘋果即將在2020年發表新iPhone上搭載的A系列處理器，已經既定要採用5nm製程之外，中國華為旗下的海思也因為5G手機與基地台的推出時程加速，也在5nm方面與台積電積極合作。

另外，還有旗下個人電腦處理器與繪圖晶片近期均有優異銷量表現的AMD，邏輯編輯元件（FPGA）大廠賽靈思，以及虛擬貨幣挖礦機龍頭比特大陸等，都將在5nm方面與台積電進行合作布局的情況下，使得台積電的5nm需求超乎預期。

因此，根據規劃，台積電已將5nm預定產能由每個月的5.1萬片，提升至每個月7萬片，必要時更將提升至8萬片，而擴充的產能將落在南科的Fab 18的P3廠為主。