市场能跟上台积电先进半导体制程的脚步吗?

市场能跟上台积电先进半导体制程的脚步吗?,第1张

手机性能越来越强劲离不开半导体制程的进步,明年手机处理器将会进入10nm时代。高通骁龙835、联发科Helio X30、苹果A11处理器都将采用10nm制程,因此晶圆代工厂商台积电英特尔三星等也在纷纷抢进10nm、7nm先进半导体制程。不过,市场真的能跟上先进半导体制程的脚步吗?

台积电英特尔先进制程抢单苹果A系列处理器

据了解,台积电将10纳米及7纳米视为同一制程世代,有9成以上的设备可以共通互用,所以,Fab 15的第5期至第7期等3座晶圆厂,都可支援10纳米及7纳米制程。台积电现已替联发科、苹果、海思等大客户代工10纳米手机芯片或应用处理器;至于7纳米的量产时间点将落在2017年底、2018年初,包括可程式逻辑闸阵列(FPGA)大厂赛灵思(Xilinx)、绘图芯片大厂辉达(NVIDIA)等,已决定采用台积电7纳米生产新一代芯片。

市场能跟上台积电先进半导体制程的脚步吗?,台积电先进制程进度,第2张

台积电预期7纳米量产的2年后,也就是2020年就可顺利进入5纳米世代,并已开始进行5纳米制程的研发。除了在材料上可能有所改变,FinFET结构也可能变更,5纳米将是台积电首度将极紫外光(EUV)微影技术导入量产的主要制程节点。因此,台积电将在南科园区Fab 14第8期至第10期,规划建立5纳米制程庞大产能,全部完工后月产能可望上看10万片规模。

在5纳米之后的3纳米,若依摩尔定律进行,将在2022年后进入量产阶段,而台积电将在南科持续扩建Fab 15新厂第11期及第12期工程,业界认为,台积电3纳米应该会以EUV微影技术为主力的先进制程节点,不仅成本可望大幅降低,还能提供更好的功耗。

台积电目前以16纳米独家为苹果代工A10处理器,以10纳米代工A11处理器,因此7纳米可能遭到强敌英特尔分食苹果订单,以台积电7纳米量产时间为2018年,推断双方最快于2018年正式交锋,但也有外资认为,苹果还是会考量英特尔10纳米制程成熟度,可能2019年才会释单给英特尔,比顾能预估的晚一年。

市场能跟上台积电先进半导体制程的脚步吗?,台积电和英特尔先进制程比较 ,第3张

台积电和英特尔先进制程比较 图/经济日报提供

28nm目前仍是性价比最好的制程

虽然三星、台积电等半导体制造厂还在力拚先进制程,台积电更已开出各阶段先进制程的量产目标,一路往10纳米、7纳米、5纳米甚至3纳米前进。

不过,单是一颗10纳米芯片的投片成本就要1,200万美元,在不确定芯片能否大卖的前提下,就要先投下钜资,用得起的客户愈来愈少却也是不争的事实。

全球网通芯片龙头博通前任执行长ScottMcGregor曾表示,依摩尔定律,半导体每一、两年都会有技术发展与创新,成本下降、性能变好,但虽总成本降低,每单位成本却上升,这是有史以来,第一次芯片单位成本正在成长。

他曾认为,28纳米是最优制程节点,进入16纳米后,投片成本超过3亿美元(折合新台币逾90亿元),设计成本增长四倍。台积电今年大塞车的制程就是28纳米。

对芯片厂来说,采用先进制程为的是追求更好效能、拉高产品均价(ASP)和降低每单位成本;但若市场需求量扩增有限,并无法降低每单位成本,不利毛利率。

随着联发科传出下修明年度10纳米投片量,自然也为未来先进制程的需求打上一些问号。

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