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7纳米EUV制程战火燃 台积电3月领先量产

  • 陈玉娟

台积电以强劲技术实力与庞大资本支出已将竞争门槛筑高,与三星电子实力差距可望在EUV世代中快速拉开。李建梁摄

延续7纳米制程领先优势,台积电支持极紫外光(EUV)微影技术的7纳米加强版(7+)制程将按既定时程于3月底正式量产,而全程采用EUV技术的5纳米制程也将在2019年第2季进入风险试产。

据了解,独家提供EUV设备的ASML,先前预估2019年EUV机台设备销售总量将达30台,当中台积电就砸下重金订购18台,显见7纳米、5纳米EUV制程推进相当顺利。台积电以强劲技术实力与庞大资本支出已将竞争门槛筑高,与三星电子(Samsung Electronics)实力差距可望在EUV世代中快速拉开。

随著GlobalFoundries(GF)于2018年8月宣布搁置百亿美元投资的7纳米制程计画,7纳米以下先进制程技术战场形成台积电、三星与英特尔(Intel)三雄对战情势。

而单就代工来看,英特尔因苦陷10纳米制程延迟困境,已无暇顾及代工事业,目前几已是淡出晶圆代工市场状态,因此,7纳米以下晶圆代工战局已是三星、台积电双雄对决战局,不过随著台积电7纳米/5纳米EUV制程进展顺利,而三星依旧未见重量级客户大单落袋,台积电在7纳米以下先进制程领先幅度正持续扩大中。

半导体设备业者表示,截至目前为止,台积电已于2018年4月抢先进入7纳米世代,并囊括苹果(Apple)、高通(Qualcomm)、华为海思、超微(AMD)、赛灵思(Xilinx)等国际大厂大单,且支持EUV技术的7+制程应会在3月底正式量产。

对比之下,三星决定采取由14纳米直接跨入7纳米EUV世代策略,力图超车台积电,虽然先前宣布导入EUV技术的7纳米LPP制程将已研发完成,并进入商用化阶段,但目前并未见大客户下单迹象,显见在7纳米EUV制程上面临诸多问题。

设备业者指出,7纳米以下EUV制程不仅资金投入更为可观,技术难度亦是大增,据了解,光罩防尘薄膜(Pellicle)在EUV光源下可能会产生微粒,造成光罩污染,以及曝光装置耗电量过高等问题都迄今尚未全部解决,EUV测试产能目前也不及浸润式制程,不过单就台积电、三星7纳米EUV进度来看,台积电近期应已克服大部分瓶颈问题,良率与产能表现领先对手。

据了解,独家提供要价逾1亿美元EUV设备系统的ASML,先前预估2019年EUV机台设备销售总量将达30台,当中台积电就砸下重金订购18台,显见7纳米5纳米EUV制程推进相当顺利,其余12台订单客户则是英特尔、三星等DRAM客户,而中芯目前只有在2018年下单1台。

台积电先进制程持续按计画进行,据了解,7纳米EUV制程将在2019年3月底量产,7纳米加上7纳米EUV制程,估计至2019年底Tape out将超过100个,2019年下半7纳米贡献将增速 ,受惠手机新品出货进入旺季及高速运算(HPC)产品开始小量出货,7纳米制程全年营收比重将可达25%,较2017年9%大幅提升,不过,7纳米EUV制程比重相当低。

以此来看,市场预估苹果下世代iPhone新机所采用的A13芯片,应会持续采用良率大幅提升的7纳米制程。

而台积电凭借优异技术与庞大资本支出筑起的竞争门槛,已令对手群难以超越。以更先进的5纳米制程为主的12寸晶圆厂Fab 18,总投资金额高达新台币7,500亿元,已确定在2019年第2季进入风险性试产,并已获得大客户订单。由于5纳米制程成本更为高昂,代工报价只有一线芯片大厂能接受,因此市场预估目前应只有苹果与华为表态升级转换意愿。

半导体设备业者表示,台积电7纳米良率持续拉升,且顺利往7纳米EUV与5纳米、3纳米推进,抢先进入EUV世代,除拥有三星以外高阶手机芯片代工大单外,未来5G、AI主流市场订单亦是稳当落袋。

先前虽传出NVIDIA下一代GPU将转采三星7纳米EUV制程,但据了解,应只是三星大幅降价争取客户的策略,由于三星7纳米EUV制程良率、产能风险不明,向来谨慎的NVIDIA应只是考虑而已,并未确定下单,主要还是希望台积电7纳米制程报价能降低。

事实上,进入7纳米以下制程世代后,芯片大厂目前只有三星、台积电代工选择,先进制程带来优异效能提升但良率、产能风险也增高,芯片业者不会贸然因为代工价格低就冒险采用,一旦产品出现问题,当代产品就可能全军覆没,遭对手超越,因此拥有完整生态链、一条龙服务,以及先进制程规划谨慎稳健的台积电会是代工首选。