上海證券報
趙明超
2024-10-23 09:11
源自券商中國
10月5日，據(jù)多家媒體報道，臺積電（TSMC）在2nm制程節(jié)點上取得了重大突破。不過，2nm工藝將繼續(xù)漲價。
據(jù)媒體報道，臺積電每片300mm的2nm晶圓的價格可能超過3萬美元，高于之前預(yù)期的2.5萬美元，為4/5nm晶圓價格的兩倍。
另有報道稱，首個嘗鮮N2先進工藝的客戶，很可能是科技巨頭蘋果。此外，臺積電和芯片封裝公司Amkor于近日宣布，兩家公司已簽署了一份諒解備忘錄，將在美國亞利桑那州合作進行芯片生產(chǎn)、封裝和測試。不過，上述消息尚未獲得臺積電方面的證實。
來看詳細(xì)報道。
臺積電突傳重大突破
據(jù)多家媒體報道，臺積電在2nm制程節(jié)點上取得了重大突破，將首次引入Gate-all-aroundFETs（GAAFET）晶體管技術(shù)。此外，N2工藝還結(jié)合了NanoFlex技術(shù)，為芯片設(shè)計人員提供了前所未有的標(biāo)準(zhǔn)元件靈活性。
不過，上述消息尚未獲得臺積電方面的證實。
據(jù)報道，相較于當(dāng)前的N3E工藝，N2工藝預(yù)計將在相同功率下實現(xiàn)10%至15%的性能提升，或在相同頻率下將功耗降低25%至30%。更令人矚目的是，晶體管密度將提升15%，這標(biāo)志著臺積電在半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域的又一次飛躍。
不過，伴隨著技術(shù)的升級，成本也相應(yīng)攀升。據(jù)預(yù)測，臺積電每片300mm的2nm晶圓價格可能突破3萬美元大關(guān)，高于早先預(yù)估的2.5萬美元。相比之下，當(dāng)前3nm晶圓的價格區(qū)間約為1.85萬至2萬美元，而4/5nm晶圓則徘徊在1.5萬到1.6萬美元之間。顯然，2nm晶圓的價格將出現(xiàn)顯著增長。
臺積電正在建造兩座晶圓廠，利用其2nm級工藝技術(shù)制造芯片，并斥資數(shù)百億美元購買超昂貴的EUV光刻設(shè)備（每臺設(shè)備約2億美元）等。此外，N2工藝將使用多種創(chuàng)新的生產(chǎn)技術(shù)，這將使臺積電的成本高于N3E。一般來說，N2可能會增加更多的EUV光刻步驟，這將增加其成本。例如，臺積電可能需要退回帶有N2的EUV雙重圖形，這將增加其成本，因此代工廠將這些額外成本轉(zhuǎn)嫁給客戶是合理的。
半導(dǎo)體業(yè)內(nèi)人士分析指出，晶圓廠在先進制程上的投入是巨大的。例如，3納米制程的研發(fā)投資就超過了40億美元，而關(guān)鍵供應(yīng)鏈的支持功不可沒。這些投入為臺積電及其供應(yīng)鏈伙伴，如IP提供商和相關(guān)制程耗材廠帶來了顯著的營業(yè)額增長。
隨著先進制程開發(fā)成本的指數(shù)型增長，IC設(shè)計高層透露了從28納米到5納米制程的開發(fā)費用變化。28納米開發(fā)費用約為0.5億美元，而到了16納米則需要投入1億美元。當(dāng)推進到5納米時，費用已高達5.5億美元，其中包括了IP授權(quán)、軟件驗證、設(shè)計架構(gòu)等多個環(huán)節(jié)。對于代工廠來說，投入更是巨額。以3納米制程為例，調(diào)研機構(gòu)認(rèn)為需要投入40億～50億美元，而構(gòu)建一座3納米工廠的成本則至少約為150億～200億美元。
供應(yīng)鏈業(yè)者表示，先進制程的投入是一個漫長且資源消耗巨大的過程，涉及研發(fā)人力、設(shè)備、軟件、材料等多個環(huán)節(jié)，且往往需要7～10年的時間。以2納米制程為例，其路徑在2016年就已相當(dāng)明朗，但直到近期試產(chǎn)時程細(xì)節(jié)才逐漸明確。
隨著2納米制程預(yù)計在2025年問世，供應(yīng)鏈業(yè)者有望迎來獲利成長的爆發(fā)期。此外，由于2納米制程需要將晶圓研磨至更薄化，材料方面也有中砂和升陽半導(dǎo)體切入鉆石碟、再生晶圓等領(lǐng)域。在再生晶圓方面，2納米的產(chǎn)值約為28納米的4.6倍。隨著擋控片進入先進制程后，片數(shù)用量也會相應(yīng)提升。對業(yè)者來說，這將是一個量、價齊揚的商業(yè)機會。
臺積電是全球最大的晶圓代工制造商，為蘋果、英偉達等客戶提供芯片制造、先進封裝技術(shù)等服務(wù)。從業(yè)績來看，臺積電二季度合并營收為6735.1億新臺幣，同比增長40.1%，高于分析師預(yù)期。凈利潤錄得2478.5億新臺幣，同比增長36.3%，同樣超出預(yù)期。
臺積電8月銷售額同比增長約33%，達到2508.7億新臺幣。摩根大通表示，臺積電在第三季度迄今的營收已經(jīng)達到了摩根大通預(yù)期的68%。該公司8月的強勁銷售表明，第三季度業(yè)績可能會超過其指引。該行維持對該股的“增持”評級，目標(biāo)為1200新臺幣。
二級市場上，臺積電今年以來股價累計上漲近65%，最新市值為25.34萬億新臺幣，折合人民幣約5.5萬億元。
蘋果首家嘗鮮？
據(jù)報道，臺積電已規(guī)劃N2工藝于2025年下半年正式進入批量生產(chǎn)階段，預(yù)計客戶最快可在2026年前收到首批采用N2工藝制造的芯片。而首個嘗鮮這一先進工藝的客戶，很可能是科技巨頭蘋果。
也有分析認(rèn)為，如果每片晶圓3萬美元的報價是準(zhǔn)確的，那么使用N2而不是N3（在獲得15%的晶體管密度的同時提高性能并降低功耗）是否對臺積電的所有客戶都有很大的經(jīng)濟意義還有待觀察。蘋果公司準(zhǔn)備在2025年下半年使用N2，因為它每年都需要改進iPhone、iPad和Mac的處理器（盡管預(yù)計這些產(chǎn)品只有在2026年才能獲得N2芯片）。其他大客戶通常在1.5—2年內(nèi)趕上蘋果，所以到那時報價可能會低一點。
本周四，臺積電和芯片封裝公司Amkor宣布，兩家公司已簽署了一份諒解備忘錄，將在美國亞利桑那州合作進行芯片生產(chǎn)、封裝和測試。
兩家公司在一份新聞稿中表示，他們在亞利桑那州的工廠非常接近，將加快整個芯片制造過程。根據(jù)協(xié)議，臺積電將采用Amkor計劃在亞利桑那州皮奧里亞市興建之新廠所提供的一站式（Turnkey）先進封裝與測試服務(wù)。臺積電將利用這些服務(wù)來支持其客戶，特別是那些使用臺積電在鳳凰城先進晶圓制造設(shè)施的客戶。臺積電位于亞利桑那州的前段晶圓制造廠與Amkor近在咫尺的后段封測廠之間的緊密合作，將縮短整體產(chǎn)品的生產(chǎn)周期。
臺積電早些時候承諾在亞利桑那州鳳凰城建造一座價值400億美元的芯片制造廠，這為與Amkor的這筆交易奠定了基礎(chǔ)。
蘋果去年證實，Amkor將對附近臺積電工廠生產(chǎn)的AppleSilicon芯片進行封裝。科技記者TimCulpan最近報道稱，臺積電美國工廠已開始小規(guī)模生產(chǎn)A16芯片，該芯片于兩年前在iPhone 14 Pro機型中首次亮相，iPhone 15和iPhone 15 Plus機型也使用A16芯片。
