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台積電推4奈米、三星跳過4奈米直攻3奈米盤算會成功嗎?

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科技產業資訊室 (iKnow) - Gloria & May 發表於 2020年7月6日

圖、 三星跳過4奈米,期望直攻3奈米挑戰台積電在晶圓代工地位

晶圓代工龍頭台積電宣布將推出一種採用4奈米製程的“ N4”,而N4製程是其5奈米製程N5P的增強版,預計將於2023年投入量產。對於三星來說,為了超進度,決定跳過4奈米,直攻3奈米。

對於台積電來說,重複6奈米製程N6的舊戰略。這一戰略就是讓原本採用7奈米製程N7 +的客戶,在相同晶圓設計之下,得以採用N6,讓晶片成本降低,且又能在性能和功耗方面繼續獲得優化。簡單來說,這是一種在短時間之內可以延續優勢的戰略方案。

實際上,台積電確立在美國建立一座新的晶圓廠,並以投入5奈米製程。如果到時候,一切順利的話,這一座工廠也可以轉進4奈米,為美國客戶帶來更具優勢的製程。其實,台積電積極強化自己生態體系,協助台灣本土供應鏈升級,希望帶領台灣半導體業者前進美國,包括台灣地區間接原物料、後段設備與零配件在地採購比重將逐步提高,台灣供應商可望受惠。台積電訂定在地採購目標,間接原物料台灣在地採購比例今年將達60%,119年將提升至64%;後段設備今年比例將約36%,119年計劃提高至40%;零配件今年比例將約50%,119年預計達60%。

至於三星,原本期待在2019年將製程移轉至5奈米,迎頭趕上台積電製程優勢,但是卻沒有成功。或許在這一次失敗的路上,讓三星學習到寶貴的經驗,因而決定往3奈米邁進。

三星面臨的風險來自於多方面。首先,微縮晶片尺寸以提高效率的過程需要很穩定的研發當作基礎。至少在過去的幾代製程之中,三星和台積電等公司在很大程度上都是依靠前一代晶片製程來開發下一代晶片。如果直接跳過,三星有可能失去解決4奈米所需要知識與經驗,讓其技術落後台積電更多。

其次,每一代製程都需要投入龐大資金,三星這一舉動很可能讓其損失更多資金,而台積電反映出強大的技術和投資能力。一般而言,晶片製造過程非常複雜且需要大量資金。3奈米設計成本估計在5億美元至15億美元之間。從10/14 /16奈米轉移至5奈米意味著成本增加了四倍,而移至3奈米則意味著成本增加了10倍,且要達到高良率生產。因此,只有具有成熟技術能力的半導體公司才能冒風險投資前沿領域並保持競爭力。雖然三星已獲得高通5奈米晶片(Snapdragon X60 5G數據機)的訂單,但是,如果事實證明4奈米晶片在性能與功耗上都比5奈米好太多,那麼其可能失去所有5奈米晶片的訂單。

畢竟,廠商在決定要將5奈米訂單給台積電或三星時,不會只有單純考慮現今的5奈米製程而已,必須思考廠商長期製程技術的成熟度以及對未來的承諾。否則廠商要推出3奈米製程的晶片時,將必須面臨延遲推出的窘境。

根據台積電公布的藍圖,將在2020年第二季開始量產第一代5奈米,強化版5奈米將於2022年量產,至於4奈米技術,預計將於2023年投入量產。3奈米製程現也正進入框架設計,並預計在2021年上半年投入3奈米製程的試產。此外,台積電也正在加快研發2奈米製程。

總之,三星想要追趕台積電的企圖心非常明顯,未來幾年研發與資金高度投入將是關鍵。(727字)


參考資料:
Samsung to Reportedly Skip the 4nm Process; Will Make a Jump Directly From 5nm to 3nm. WCCFTECH,2020/7/2
TSMC announces a new 4nm process, an enhanced version of the 5nm process. Gizmo China, 2020/6/9


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