台積電3奈米真卡關？業界曝救命計畫 - 工商時報

外媒近日指出，由於台積電3奈米製程卡關，蘋果下一代iPhone處理器A16晶片，將延用台積電5奈米製程，創連續3年使用同一個製程的狀況，台積電也回應， ... 首頁焦點科技台積電3奈米真卡關？業界曝救命計畫 台積電3奈米真卡關？業界曝救命計畫 工商時報數位編輯 2021.11.09 台積電。

圖／本報資料照片 外媒近日指出，由於台積電3奈米製程卡關，蘋果下一代iPhone處理器A16晶片，將延用台積電5奈米製程，創連續3年使用同一個製程的狀況，台積電也回應，不評論市場傳聞，重申3奈米製程按計畫進行。

不過，業界認為，蘋果可能也考量到成本關係，才會推遲手機晶片採用3奈米製程，至於台積電也為了改善成本，針對極紫外光(EUV)推動改善計畫，以及改良EUV機台設計，還有導入先進封裝，讓3奈米製程有更多的客戶願意採用。

據《工商》報導，3奈米製程面臨晶片設計複雜度以及晶圓代工成本飆高等問題，更因為EUV曝光機採購成本創新高，產出吞吐量（throughput）提升速度放緩，讓3奈米晶圓代工報價恐達近3萬美元。

此外，EUV機台透過特殊的反射鏡進行傳送，耗電量達深紫外光微影（DUV）機台10倍以上，來達到最後剩下2%的光能進行曝光，台積電透過機台程式修正，將EUV光脈衝能量最佳化，並重新設計反射結構，有效提升3%反射率；台積電還分析二氧化碳雷射系統放大器的運轉數據，採用變動頻率取代固定頻率的運作模式，進一步強化放大器10%能源使用效率。

台積電也提升EUV機台5%能源使用效率，預計用在生產3奈米製程的機台上。

業界透露，台積電將啟動EUV持續改善計畫（CIP），在維持摩爾定律進程上，希望在增加晶片尺寸同時，減少先進製程EUV光罩使用道數。

荷商半導體生產設備商、獨家供應EUV曝光機的艾司摩爾(ASML)，今年下半年推出的NXE：3600D價格高達1.4～1.5億美元，每小時吞吐量達160片12吋晶圓，基於5奈米製程的4奈米進行改良，EUV光罩層大約在14層之內，3奈米製程將達25層，導致成本暴增，不是所有的客戶都願意採用。

台積電透過CIP有機會降至20層，雖然晶片尺寸將略為增加，但是有助於降低生產成本與晶圓代工報價，讓客戶更有意願導入3奈米製程。

從semiwiki統整資料顯示，台積電在開放創新論壇（OIP）釋出更多先進製程推進數據，3奈米製程在開放創新夥伴的設計技術協同優化(DTCO)下，目標PPA較5奈米邏輯密度增加1.6倍、傳輸速度提升11%，節能27%。

目前該平台關於3奈米製程以下的技術檔案達3萬8000個，開發中製程設計套件也超過2600個。

不僅是先進製程，台積電整合旗下包括SoIC(系統整合晶片)、InFO(整合型扇出封裝技術)、CoWoS(基板上晶片封裝)等3DIC技術平台，命名為「TSMC3DFabric」，提供業界最完整且最多用途的解決方案，可能採用台積電3奈米的美國處理器大廠AMD，以及台灣的IC設計龍頭聯發科，從高效能運算(HPC)領域的3DIC、手機AP的Fan-out封裝，都需要TSMC3DFabric支援。

台積電總裁魏哲家在今年10月法說指出，將延用鰭式場效電晶體（FinFET）架構，提供客戶最成熟的技術、最好的效能及最佳的成本，台積電3奈米推進時程也符合預期，已開發完整平台支援高效能運算（HPC）及智慧型手機應用。

魏哲家指出，3奈米製程節點有許多客戶參與，相較於5奈米世代，預期首年會有更多新的產品設計定案（tape-out）。

魏哲家表示，台積電3奈米製程2021年下半年試產，2022年下半年量產，由於製程上更為複雜，須要採用更多新設備，到時候成本一定比5奈米製程高，預期2023年第一季將明顯貢獻營收，強化版的3奈米N3E製程量產則是預定在3奈米推出1年後。

至於《TheInformation》報導提到，台積電就算最新製程延遲，仍有望成為首家生產3奈米製程的業者，超前英特爾、高通等晶片製造商，但蘋果iPhone14恐怕無法如市場預期的採用3奈米製程生產處理器晶片。

台積電日前推出4奈米N4P製程，做為台積電5奈米家族的第3個主要強化版本，N4P的效能較原先的N5增快11%，也較N4增快6%。

相較於N5，N4P的功耗效率提升22%，電晶體密度增加6%。

同時，N4P藉由減少光罩層數來降低製程複雜度且改善晶片的生產周期，展現了台積電持續追求及投資提升製程技術的成果。

市場消息也指出，N4P基本上就是2022年蘋果新一代iPhone所搭載A16晶片所需製程。

供應鏈透露，A16晶片將有架構上大幅更動，採用N4P製程可以透過小晶片封裝(Chiplet)，再增加晶片的電晶體集積度（Density）、降低成本，更可以提高運算效能及有效降低功耗。

最新消息指出，蘋果計畫2023年推出第3代M系列處理器晶片，代號分別為Ibiza、Lobos及Palma，採用3奈米製程，，CPU核心數將達40個以上，遠遠超越M1Pro及M1Max的10核心設計。

其中，前2款產品為MacBookPro及Mac桌機打造，後面1款用於iPad及MacBookAir等產品，生產時程也符合台積電2022年下半年量產3奈米製程，2023年供應給客戶的預期。

（中時新聞網呂承哲） 延伸閱讀 台積選定高煉廠關鍵曝光楠梓投資客嗨翻 台積電日本建廠案啟動 台積高雄7奈米及28奈米廠確定明年動工 超微推新品台積大贏家 神山加持15檔半導體鏈股價齊High 台積電EUV3奈米 工商時報數位編輯 熱門文章 全球難逃？印度神童預言：這2天有大事 2022.03.01 晶片業明年爆「4字炸彈」？專家曝內幕 2022.03.02 法說倒數長榮爆3大利多後面還有肉 2022.03.02 中鋼股利10倍爆發高手終極賣點曝光 2022.03.01 這檔承銷價出爐估抽中爆賺20萬 2022.03.01