【芯觀點】台積電,7nm以下「三國殺」的真正贏家?


芯觀點──聚焦國內外產業大事件,匯聚中外名人專家觀點,剖析行業發展動態,帶你讀懂未來趨勢!

集微網消息,1月13日,台積電舉行在線法人宣講會,並發布了截至12月31日的2021財年第四季度財報。自2014年開始增加16/20nm節點的產量以來,台積電的全球代工份額一直在50%以上。到2020年底,台積電在全球代工市場的份額增加到57%,其41%的收入來自14nm及以下節點。

下圖顯示了按不同節點劃分的毛利潤差異,它部分解釋了台積電向先進工藝節點轉移的商業模式背後的基本原理。

28nm節點每300毫米晶圓的毛利潤為2835美元,而3nm節點為8695美元。中國台灣知名半導體行業分析師陸行之表示,2022年台積電的資本支出預計比2021年增加33%-46%,但折舊費用增加10%-15%,這可能是台積電毛利率向55%趨近的重要原因。

圖源:Seeking Alpha

目前三星電子和英特爾也專注於7nm一下節點,直接與台積電競爭。這三家公司都是光刻機設備供應商ASML原始投資者中的一部分,因此購買了多個EUV光刻系統。

未來五年,台積電VS三星VS英特爾

1.新晶圓廠建設

下圖顯示了未來幾年台積電、三星電子和英特爾預計的晶圓廠建設。

這說明三星和英特爾將增強它們應對台積電的競爭力,同時台積電將繼續建設以維持其競爭態勢。

2.資本支出

資本支出是建築成本和晶圓廠設備之和,大約為50:50的比例。下圖顯示的是台積電、英特爾和三星在2018年至2023年之間的資本支出。其中三星的資本支出僅包括代工,不包括DRAM 和NAND的資本支出。

推薦文章  榮耀70系列渲染圖流出!除處理器其他配置特別能打

2021年,台積電是最大的支出者,資本支出為285億美元,比2020年增長66.6%。三星資本支出在2021年僅增長0.2%,但其2020年的資本支出增長113.8%。 2022年英特爾預計將

增加資本支出43.2%。

儘管如此,在2020年至2023年間,台積電的資本支出仍高於競爭對手英特爾和三星。這種支出增加將導致晶圓廠產能和晶片產量提升。

3.節點轉換

三家製造小於7nm晶片的公司之間的競爭將依賴於來自晶片設計和節點過渡路線圖的產品技術特性。

先看台積電。 4nm方面,台積電於2021年10月推出N4P,這是台積電5nm家族的第三個主要增強版本。 N4P的效率比原先的N5提升了11%,並且比N4快6%。與N5相比,N4P的功耗效率提高了22%,電晶體密度提高了6%。同時,N4P降低了工藝複雜度,提高了通過減少光掩模層的數量來縮短晶片的生產週期。台積電將在2022年第四季度量產3nm工藝,

3nm方面,台積電依然採用FinFET架構,技術研發已經完成。台積電近日開始在Fab 18B工廠正式下線初步試產的3nm測試晶片。台積電計劃在其進入2nm工藝時引入GAA(Gate All Around)技術,2024年開始量產2nm工藝晶片。

再來看三星。三星代工廠已經開始量產基於4nm工藝的晶片,並將開始在2022年量產3nm的半導體晶片。該公司的3nm工藝採用帶有MBCFET(Multi-Bridge-Channel FET)的GAA設計,減少封裝面積高達35%,提高性能30%,與該公司的5nm EUV工藝相比,功耗降低50%。

三星早些時候透露,將在2022年上半年推出第一代3nm 3GAE技術(3nm gate-all-around early)。 2023年三星將推出新一代3nm 3GAP技術,專注於高性能運營。 2025年,2nm 2GAP工藝將投產。

推薦文章  2022年首篇!電子科技大學熊杰教授團隊最新成果來了

再來看看英特爾。這家公司在14nm工藝上停留了7年,直到2019年才真正量產10nm,相當於台積電7nm工藝的電晶體數量。

英特爾正在重命名其未來的工藝節點:

2022 H2,英特爾4:以前稱為英特爾7nm。英特爾預計每瓦性能比上一代提高20%。

2023 H2,英特爾3:以前稱為英特爾7+。英特爾3將共享英特爾4的一些特性,英特爾預計2023年下半年的製造量將比英特爾4提高18%的每瓦性能。

2024年,英特爾20A:前身為英特爾5nm,英特爾邁向兩位數命名,A代表ngstr m,或者10A等於1nm。

2025年,英特爾18A:英特爾預計2025年將有18A工藝。 18A將使用ASML最新的EUV,稱為High-NA機器,它們能夠進行更精確的光刻。

未來五年展望

推薦文章  儘管懷疑需求,本田計劃在美建電動汽車工廠

強大的台積電客戶群。在三星和英特爾製造越來越小的節點的競爭基礎上,台積電在其路線圖中顯然處於領先地位。台積電還擁有幾家領先的半導體公司作為其客戶,這些公司在過去幾年的增長一直是台積電業績的催化劑。其中包括蘋果、AMD、英偉達和Marvell。

三星2nm的GAA可能會吸引更多客戶。由於與台積電簽訂了多年合同,蘋果基本上優先考慮台積電即將推出的3納米甚至2納米節點。但其他公司可以在近期和中期遷移到三星,不是因為節點遷移,而是因為三星將為其預計在2022年投入使用的3nm節點的電晶體率先採用更高效的GAA。而台積電仍計劃將FinFET技術用於其3nm節點,並且在其2nm節點之前不會遷移到GAA。可遷移的客戶中包括AMD和高通。高通在三星和台積電之間拆分訂單已經不是秘密。

結語英特爾「雖遲但到」的設計前景

如上所述,英特爾正在恢復其技術實力。但同時,它需要在處理器領域與AMD競爭。英特爾將在2022年與台積電簽約3nm產能。英特爾正在加緊準備,一旦新工廠投入運營,就可以與台積電競爭。高通將在未來開始讓英特爾製造其晶片,使用英特爾即將推出的20A工藝。英特爾的技術路線圖將其20A工藝固定在5nm,推出日期設定為2024年。在新任CEO的領導下,英特爾充滿活力,這可能是一個競爭優勢。 (校對/隱德萊希)

Scroll to Top