9月5日消息，臺積電(TSMC)日前發(fā)布消息稱，將于2022年內(nèi)在大阪市設(shè)立負(fù)責(zé)研發(fā)的基地。這是在日本負(fù)責(zé)研發(fā)的TSMC Design Technology Japan公司的第二個基地，將負(fù)責(zé)技術(shù)開發(fā)和客戶支持等工作。臺積電9月2日于神奈川縣橫濱市舉行的技術(shù)說明會上宣布了這一消息。統(tǒng)管業(yè)務(wù)戰(zhàn)略的高級副總裁Kevin Zhang表示，將為了在日本靈活運用優(yōu)秀人才而進(jìn)行更多投資。
臺積電屬于中國企業(yè)，在芯片研發(fā)上位于世界前列。但如今臺積電的股市下跌明顯，甚至超過了2萬億，這種情況的出現(xiàn)和美國脫不了干系。
作為世界芯片名企，臺積電一直有著深厚的芯片技術(shù)，這也讓許多國外企業(yè)爭相購買他們的芯片，比如美國的蘋果公司就將臺積電的芯片作為iphone14的零件之一，全球的車企也受臺積電芯片供應(yīng)的影響。
近年來，臺積電為了擴(kuò)大自己的產(chǎn)業(yè)模式，開始對外宣布在中國臺灣地區(qū)打造下一個大型產(chǎn)業(yè)基地，并將花費近1300億人民幣研發(fā)3mm芯片。
臺積電采用穩(wěn)扎穩(wěn)打的模式，當(dāng)前7nm芯片已經(jīng)可以實現(xiàn)量產(chǎn)，預(yù)測在年底會擴(kuò)大產(chǎn)量近一倍。在生產(chǎn)7nm芯片的同時，5nm芯片也開始了量產(chǎn)，在各方面的性能都優(yōu)于7nm芯片。臺積電還希望在2022年就將3nm芯片實現(xiàn)量產(chǎn)，同時開始了2nm芯片的研發(fā)。
芯片的研發(fā)一直都是世界級技術(shù)難題，能造出高端芯片的企業(yè)屈指可數(shù)，臺積電的此番操作更是讓世界為之一動，都認(rèn)為臺積電的技術(shù)會更上一臺階。但誰也沒想到，此消息一經(jīng)宣布，臺積電的股價就下跌2萬億人民幣，這和人們預(yù)知的大相徑庭。
按照一般規(guī)律來看，臺積電加大對研發(fā)的投入應(yīng)該會讓股價大漲。究其原因，還是美國在背后操作。
一直以來，美國就對中國的發(fā)展虎視眈眈，一心想用各種方法來阻止中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。中國的芯片大部分都采用進(jìn)口，國內(nèi)研發(fā)芯片的成就相對于美國還是很少，這樣很容易被別的國家“一刀切”。
2019年，美國就在芯片問題上對中國實施了限制，包括華為、中芯國際等知名企業(yè)都被列為限制對象。我國許多企業(yè)對芯片的研發(fā)還沒有到達(dá)自給自足的地步，大部分國內(nèi)企業(yè)都依賴臺積電，這樣很容易受美國的操縱。
美國可以任意修改芯片制作規(guī)則，這也是造成華為與臺積電失去合作的原因。美國想將自己國內(nèi)大量的芯片產(chǎn)業(yè)鏈與臺積電合作，其合作公司有蘋果、英特爾等科技巨頭。用巨大的利益來讓臺積電斷供華為等中國企業(yè)，從而在一定程度上控制臺積電，這樣的結(jié)果就是臺積電不和中國企業(yè)合作也能獲得巨大的利潤。
據(jù)semiwiki報道，在最近的VLSI技術(shù)與電路研討會上，臺積電研發(fā)高級副總裁YJ Mii博士發(fā)表了題為“Semiconductor Innovations, from Device to System”的演講。該演示文稿提供了對臺積電未來研發(fā)計劃的見解，超越了當(dāng)前的路線圖。還強(qiáng)調(diào)了正在研究的技術(shù)的相關(guān)挑戰(zhàn)。本文總結(jié)了 Mii 博士的精彩演講。
Mii 博士首先對未來終端市場的增長進(jìn)行了預(yù)測，并強(qiáng)調(diào)了持續(xù)提高高性能計算吞吐量的必要性和對能效的關(guān)注。對于 HPC 的需求，他分享了一個“數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)熱潮”的預(yù)測，如下圖所示。例如，“智能”工廠預(yù)計每天收集、監(jiān)控和分析 1 PB 的數(shù)據(jù)。
他進(jìn)一步指出，機(jī)器學(xué)習(xí)(訓(xùn)練和推理)對上述應(yīng)用的支持的作用同樣預(yù)計也會擴(kuò)大，這對 HPC 吞吐量提出了進(jìn)一步的要求。Mii 博士評論說，這些 HPC 要求將繼續(xù)推動研發(fā)工作，以提高半導(dǎo)體工藝路線圖和先進(jìn)(異構(gòu))封裝技術(shù)中的邏輯密度。
所示架構(gòu)不僅說明了 5G(很快，6G)將在我們使用的設(shè)備中普及的程度，而且還說明了“邊緣數(shù)據(jù)中心”的運營。與 HPC 應(yīng)用程序一樣，機(jī)器學(xué)習(xí)算法的影響將無處不在，需要關(guān)注功率效率。
在介紹臺積電的一些研發(fā)項目之前，Mii 博士簡要總結(jié)了最近的半導(dǎo)體工藝技術(shù)創(chuàng)新。
臺積電表示，臺積電的 N7+ 技術(shù)于 2019 年第二季度開始量產(chǎn)，是首個將客戶產(chǎn)品大批量投放市場的 EUV 工藝。采用 EUV 技術(shù)的 N7+ 工藝建立在臺積電成功的 7nm 節(jié)點之上，為 6nm 和更先進(jìn)的技術(shù)鋪平了道路。其中，臺積電 Fab 15 是N7+ EUV 的生產(chǎn)基地。
他們進(jìn)一步指出，N7+ 量產(chǎn)是 Fab 15 中有史以來最快的量產(chǎn)之一。它的產(chǎn)量與已經(jīng)量產(chǎn)一年多的原始 N7 工藝相似。在N7+ 引入EUV的時候，臺積電的 EUV 工具已達(dá)到生產(chǎn)成熟度，工具可用性達(dá)到了大批量生產(chǎn)的目標(biāo)目標(biāo)，日常操作的輸出功率超過 250 瓦。
據(jù)臺積電在早前的技術(shù)大會上介紹，統(tǒng)計全球已經(jīng)安裝的EUV光刻機(jī)系統(tǒng)中，他們擁有了其中的 55%。他們進(jìn)一步指出，公司將在 2024 年擁有ASML下一個版本的最先進(jìn)芯片制造工具——high-NA EUV。
據(jù)anandtech報道，如今，最先進(jìn)的芯片采用 5/4 納米級工藝制造，使用 EUV 光刻 ASML 的 Twinscan NXE:3400C(和類似)系統(tǒng)，該設(shè)備具有 0.33的 數(shù)值孔徑 (NA) 光學(xué)器件，可提供 13 nm 分辨率。該分辨率對于 7 nm/6 nm 節(jié)點(間距為 36 nm ~ 38 nm)和 5nm 節(jié)點(間距為 30 nm ~ 32 nm)的單模式方法來說已經(jīng)足夠好了。但隨著間距低于 30 nm(超過 5 nm 節(jié)點)，13 nm 分辨率可能需要雙光刻曝光，這將在未來幾年內(nèi)使用。
臺積電總裁魏哲家在2022年臺積電技術(shù)論壇上表示，3nm即將量產(chǎn)，時間就在2022年下半年。
受到疫情影響，臺積電技術(shù)論壇已經(jīng)有兩年未曾舉辦，時隔兩年重新舉辦的論壇帶來了臺積電3nm芯片的最新進(jìn)展。
“如果有手機(jī)的客戶當(dāng)下采用3nm芯片，明年產(chǎn)品就能問世。”臺積電副總監(jiān)陳芳在今年8月18日2022南京世界半導(dǎo)體大會的間歇上對經(jīng)濟(jì)觀察報表示。
9月1日，三星電子對經(jīng)濟(jì)觀察報表示，期待在2024年實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，目前該計劃正照常推進(jìn)。
3nm是目前芯片的一種工藝制程，指芯片中一根晶體管源極和漏極(通俗指的電路正負(fù)極)之間的距離，電子像水流一樣從源流到漏，中間僅有納米級的間距，而一塊先進(jìn)工藝芯片內(nèi)，通常有數(shù)億個的晶體管且排布復(fù)雜，越先進(jìn)的工藝生產(chǎn)，芯片越微縮、晶體管越密集，芯片的性能也越強(qiáng)。
由于在22nm節(jié)點上引用FinFET技術(shù)，將晶體管以3D形式排步，芯片的工藝無法只用納米來衡量，但業(yè)內(nèi)仍保留了這個稱呼。
量產(chǎn)終點逼近，圍繞3nm節(jié)點，全球巨頭們的競賽正在激烈進(jìn)行。
臺積電壟斷了全球75%以上的晶圓代工先進(jìn)工藝市場，在先進(jìn)制程上，客戶無法找到臺積電的替代品，這也賦予了臺積電更強(qiáng)的議價能力，如今在3nm上，三星電子是最有希望做出臺積電競品的公司，這讓客戶有了第二個選擇。三星電子背后的韓國政府，正在對半導(dǎo)體制造業(yè)給予更多資金和技術(shù)的支持。
在上述兩家巨頭外，英特爾也計劃重返3nm戰(zhàn)場，英特爾在今年4月表示，Intel3(約合7nm)將于2023年下半年量產(chǎn)。該公司的新任首席執(zhí)行官基辛格上任后，啟動了IDM2.0計劃，試圖重返半導(dǎo)體代工業(yè)務(wù)。
臺積電在財報會中稱3nm是一個龐大而持久的節(jié)點。
在摩爾定律的主導(dǎo)下，芯片制程延著14nm-7nm-5nm-3nm的路徑不斷迭代，在相當(dāng)長的時間中，這似乎是一個顛撲不破的產(chǎn)業(yè)規(guī)律。
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