3奈米2022年決一死戰？ 驚傳臺積電與死敵有變化

全球晶圓代工龍頭臺積電預計2022年下半年量產3奈米制程。(圖/達志影像)

全球晶圓代工先進製程之爭，在美國半導體巨頭英特爾於2020年7月宣佈7奈米制程宣佈延後發表後，僅剩下臺積電、三星電子有機會取得技術領導先機，雙方也一路從7奈米、5奈米，並在2022年3奈米制程上一較高下。不過，有媒體報導，雙方的激戰可能在3奈米出現變化。

隨着在7奈米制程階段獲得巨大進展，臺積電在2020年量產5奈米制程，大客戶蘋果也依賴臺積電先進製程，推出首款自家採用ARM架構的Mac處理器M1，來逐步取代合作15年的英特爾X86架構處理器，至於首款5G 蘋果手機iPhone 12系列，搭上蘋果換機潮，預期下一季的財報有望開出好成績。

三星則是在近期才發表首款5奈米制程的Exynos 1080處理器，目前獲得Vivo採用，並接下高通今年最新的5G旗艦級處理器晶片製造的訂單。臺積電在2020年資本支出(160億美元到170億美元)、業績屢創新高紀錄，加上先前市場傳出蘋果拉貨消息，預料臺積電5奈米制程將繼續增產。

三星搶攻在2030年成爲非記憶體半導體龍頭地位，打算投入1160億美元發展次世代半導體事業，包括晶圓代工業務，並打算在3奈米制程採用環繞閘極技術(Gate-All-Around,GAA)，打算一舉超越臺積電。

臺積電預計在2022年下半年量產3奈米制程，並沿用FinFET技術，三星也預計2022年推出3奈米制程。

雙方也在先進封裝技術上力拚，臺積電總裁魏哲家曾表示，臺積電整合旗下包括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技術平臺，命名爲「TSMC 3DFabric」，續提供業界最完整且最多用途的解決方案，用於整合邏輯chiplet、高頻寬記憶體、特殊製程晶片，實現更多創新產品設計。

魏哲家指出，臺積電努力實現電晶體微縮，2D微縮不足以支撐製程需求，在前瞻性投資與研發部門努力下，3D封裝技術已經是一條可行道路，同時滿足系統效能、縮小面積以及整合不同功能需求，臺積電擁有業界最先進的技術，從晶圓堆疊到先進封裝一應俱全，更有效率實現系統整合。

三星方面，也於去年8月底宣佈，該公司推出3D IC封裝技術X-Cube，採用矽穿孔技術(through-silicon Via，TSV)，讓整體速度、效能大幅提升，藉此提供5G、AI、高效能運算(HPC)以及運用在行動裝置上更好的體驗。

確保使用TSV在EUV製程節點，也能穩定聯通，三星IC設計師在替客戶打造客製化需求時，也能有更大彈性。

不過，據《Digitimes》報導，市場傳出，臺積電、三星在3奈米研發上已經出現延遲跡象。

報導指出，臺積電2021下半年月產能約12萬~12.5萬片，直至2024年美國亞利桑那州廠加入產能後，全年單月產能將達到14萬~14.5萬片。7奈米制程家族則是在2024年預估月產能達16~16.5萬片。16奈米以上製程2024年預估達76萬片。

至於3奈米制程，預計在2022年下半年開始量產，平均單月產能3萬片，2023~2024年則放大至10.5萬~11萬片。

根據報導提到，傳出臺積電、三星3奈米制程量產時間可能延後1季。供應鏈指出，在臺積電去年11月下旬南科晶圓18廠3奈米廠新建工程上樑典禮，就已經通知設備供應鏈，將在2021年第3季入廠裝機。但消息透露，臺積電原本將在2020年底推進至mini-line，但目前仍在研發階段，2021年上半年有沒有機會追上進度，仍在觀察。

至於三星，也在採用ＧＡＡ技術上面臨研發困境，顯示在逼近摩爾定律極限下，晶圓代工大廠在研發階段更要不得急躁，差一步可能就喪失先前打下的優勢，僅能一步步謹慎應對。