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    AI和先進封裝引爆矽光子商機,台灣矽光子產業聯盟成立

    SEMICON Taiwan 2024年活動首日宣布,台灣矽光子產業聯盟SEMI Silicon Photonics Industry Alliance(SiPhIA)正式成立,台積電與日月光為該聯盟的倡議人,在經濟部指導下,由台積電副總徐國晉擔任召集人,從IC設計、製造封裝、應用模組至終端產品和研究機構,包括工研院、波若威、上詮、鴻海、聯發科、廣達 、世界先進 、友達、辛耘、旺矽、穎崴等30家半導體企業共同參與,建構台灣矽光子生態圈。
     



    當前生成式AI大行其道,改變人類生活方式,更呼應昨天日月光執行長吳田玉所言,AI影響不單是在生活層面,甚至是金融、資訊、國防等攸關未來國家的競爭力。因此,政府也非常重視這次成立的矽光子產業聯盟,希望能成為台灣半導體技術轉型關鍵,培育更多半導體優秀人才。
     



    經濟部產業發展署長楊志清表示,台灣向來是全球半導體產業的資優生,為全球公認的半導體科技聚落,隨著AI浪潮在全球遍地開花,矽光子更是未來半導體產業最炙手可熱的技術,經濟部將協助台灣廠商穩固這波製造生產 AI晶片及AI伺服器的機會,讓台灣繼續引領全球半導體的發展。
     



    矽光子在紅什麼?
     



    矽光子不是現在才出現的新興技術,隨著AI時代來臨,帶火了矽光子技術!
     



    AI時代講的就是算力,但是算力增加的同時,代表熱能也會增加。因此,做出一顆AI晶片的關鍵,不是把性能做高就好了,更重要的是如何把散熱做好,以及如何降低能耗,這才是整個半導體產業技術走向的關鍵。
     



    在此背景下,大家發現矽光子能達到上述目的:用光來取代部分的電做傳輸,可以有效降低能耗。
     



    矽光子是在傳遞訊號過程中,利用「光子」取代大部分的「電子」訊號,就是看中光子的速度比電子快,且不容易產生熱能,可以達到更棒的訊號傳輸效果。
     



    矽光子其實有非常多的技術派別,台積電看好的CPO(Co-Packaged Optics)技術,是將光收發器等光學元件和CPU、GPU或通訊晶片等,以先進封裝方式整合在一起。
     



    SEMI預估,2030年全球矽光子半導體市場規模將達到78.6 億美元,CAGR達 25.7%。SEMI全球行銷長暨台灣區總裁曹世綸表示,矽光子作為突破摩爾定律所面臨瓶頸的關鍵技術,SEMI率先在台灣成立矽光晶片發展聯盟,在台積電和日月光帶領下,台灣半導體產業在矽光子領域能佔據領跑者優勢。
     



    除了台灣串連上下游半導體供應鏈攻矽光子商機,許多國際大廠早已經大舉投入開發,像是英特爾是最高實現矽光子商業化應用的企業,IBM也投入矽光子超過20年,博通在CPO技術上也實非強勢,未來在大型資料中心將採用CPO產品。
     



    另外,Nvidia也希望將矽光子導入GPU運算中,取代電子傳輸線路,可以將運算速度帶到另一個層次。看來,以後積體電路也可以叫「積體光路」!
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    日月光吳田玉:硬體卡住AI發展,呼籲單一公司分享資源

    連于慧
    SEMICON Taiwan 2024即將開展,今年SEMICON Taiwan的大師論壇中,三星和SK海力士兩大記憶體廠首度同台,成為該展覽一大亮點。日月光執行長吳田玉在今日展前記者會中表示,眼前的半導體產業是他從業40年以來,第一次看到硬體居然會成為新機會的瓶頸,不管硬體做再太快,軟體都馬上可以全部用光光,目前這情況雖然只發生在AI雲端,但一葉知秋,顯見未來在發展邊緣運算、機器人的路上,都需在各種技術層面努力突破。
     



    吳田玉指出,在新冠疫情期間,半導體產業第一次被推上全世界的第一線,當時台灣只是配角。這次AI浪潮不一樣,台灣製造業被推到全世界舞台的第一線。
     



    他更指出,現在全世界的AI客人會根據自己的想法,把所有壓力集中在台灣的少數公司,希望能在最短時間內獲得最大利益,當全世界在舞台上競爭,而你就是那個瓶頸的時候,我們得到的好處和機會是什麼? 
     



    隨後吳田玉又表示,今天AI的問題不是單一封裝、晶片、系統廠商能解決,過去把晶片做好就能解決80%問題的時代已經過了,現在應該是全產業的人合作,半導體人應該要讓全世界的好朋友聚在一起分享資源,在最短時間抓到比較正確的方向,用團隊的力量彌補單一公司資源和時間的不足。
     



    他的言下之意,難道是在呼籲台積電應該要分享一下獨步全球的AI硬體晶片CoWoS先進封裝的技術或是訂單?
     



    國際半導體產業協會(SEMI)研究資深總監曾瑞榆對全球半導體市場發展趨勢也有詳盡解析,以下是幾個重點:
     




    2024年的半導體營收每一季和去年同前比較都成長超過20%,細究原因:除了庫存回補,主要反映兩大驅動力:AI和記憶體產業的復甦。





    2024年如果不算記憶體,半導體營收成長只有10%,假使再拿掉AI應用貢獻,那2024年半導體營收成長則只有3%。





    2024年半導體產業成長高度依賴AI和記憶體,展望2025年,無論是通訊、電腦、工業、車用等領域預計都會復甦。尤其是目前需求最弱的車用和工業用領域,到了2025年上半庫存會到新低點,2025年可望有回補庫存機會。





    中國在2023年下半~2024年上半,對於半導體設備的投資高速成長,細究背後原因:建構自己成熟製程的國產化供應鏈產能,以及擔心未來有更強烈的出口管制制裁,因此提前購買非常多的半導體設備。





    半導體設備投資軍備競賽,各國大舉投入下是否會造成產能供過於求? 從資本密集度(半導體銷售/設備投資)來觀察,根據過去30年經驗,全球半導體的資本密集度平均約在15%,但2023年居然達到20%,一旦資本密集度接近20%時,根據經驗確實有可能有供過於求發生。但這次各國的高度資本投資,並非反應正常市場供需,而是地緣政治下,各國對於半導體設備和產業鏈建置的軍備競賽。





    封裝與測試產業在經歷兩年下滑後,2024年測試產業會有7%成長,封裝有10%成長,而這兩個產業在2025年都會有超過20~~30%成長。







    DRAM方面,2024年和2025年有大幅度成長,尤其2025年DRAM投資會達到190億美元近年高點,關鍵原因是記憶體大廠對於HBM投資。





    NAND Flash方面,2023年和2024年維持低檔的投資,2024年甚至比2023年還低一點,因為2023年有來自中國的投資,但2024年變少。展望2025年,預計NAND Flash投資會恢復,但主要並非新產能,而是製程微縮。2024年NAND Flash產業最大課題是把產能利用率拉高,把之前減產的復產,未來重點會是把3D NAND的層數拉高,終端主要的驅動力是企業級SSD帶動。





    12吋晶圓設備投資:

    2023年~2024年:成熟製程投資帶動。

    2025年~2027年:預計會有連續三年高速成長,2025年12吋設備投資更上看1200億美元,2026和2027年投資會分別超過1400億美元。
     



    淺談一下各區域半導體廠的投資:


    中國:2024年半導體投資金額高達500億美元,這完全創下單一區域半導體投資的歷史新紀錄。不過,中國高速投資半導體的腳步,預計到2027年會恢復正常水準,預估當年度的投資金額會降到350億美元。
     



    除了中國之外,到2017年無論是韓國、台灣、日本、歐洲、美國、東南亞的半導體投資金額都是上升。
     



    美國:到了2027年,美國在晶圓廠上的投資會到與台灣、韓國並駕齊驅,都有超過300億美元水準,以CARG來看,2023~2027年達到22%。
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    魏哲家率領四大主管出席台積德國廠動土典禮,傳莊瑞萍出任ESMC執行長

    記者/連于慧
    台積電在德國德勒斯登的ESMC動土典禮將於8月20日舉行,董事長魏哲家將率領四大一線主管親自出席,包括執行副總經理暨共同營運長秦永沛、人力資源資深副總經理何麗梅、全球業務資深副總張曉強、歐亞業務及技術研究資深副總侯永清。另外。德國總理蕭茲(Olaf Scholz),以及台積電上下游供應鏈廠商都會出席德國廠的動土典禮。
     



    再者,傳出台積電內定的ESMC執行長人選為莊瑞萍也會出席這次的動土典禮。據了解,莊瑞萍擔任ESMC執行長,而日前浮出檯面的前博世德勒斯登晶圓廠的廠長克伊區(Christian Koitzsch)擔任的ESMC總經理,未來會匯報給莊瑞萍。
     



    莊瑞萍是營運 / 晶圓廠營運一副總,1997年加入台積電,歷練過90奈米、65奈米、40奈米、20奈米、16奈米、10奈米、7奈米到5奈米製程技術的量產。從2020年起,莊瑞萍更升任為晶圓十八A廠資深廠長,帶領團隊成功量產N5製程,並於2022年成功量產N4製程技術。2023年他更被拔擢成為副總,日前又將德國德勒斯登廠ESMC交給他負責,看得出來他是台積電積極培養的中生代主管。
     



    值得注意的是,2023年初王英郎到美國亞利桑那州廠擔任CEO,一肩扛下台積電美國廠的重責大任後,當時王英郎在台灣的工作職務就是轉由莊瑞萍負責,所以莊也緊接著被拔擢升任為副總。
     



    從近期台積電的人事安排,充分展現魏哲家在今年股東會後記者會上談到的:人事佈局朝年輕化發展,並制定繼承制度,未來要讓接班井井有條。
     



    細數這兩年台積電在接班佈局上,有很多重大變化,包括有兩位共同營運長的架構設計:研究發展組織資深副總米玉傑和營運資深副總經理秦永沛。更亮眼的是,又多了兩位副營運長的架構:秦永沛的副手是侯永清、米玉傑的副手是張曉強。
     



    在台積電的海外佈局上,內部極力培養的中生代負責。三大海外廠區分別由中生代「鐵三角」擔任:美國亞利桑那州廠是王英郎擔任CEO、日本熊本廠由營運副總廖永豪擔任CEO,而德國德勒斯登Dresden廠ESMC也傳出會由莊瑞萍出任CEO。
     



    從台積電的佈局可以看出,除了王英郎很早嶄露頭角之外,積極培養的中生代有廖永豪、莊瑞萍,以及先進技術暨光罩工程副總張宗生,他1995年加入台積電,曾任晶圓十二B廠資深廠長,也是台積電積極培養的中生代。
     



    另一個值得注關注的是,在今年台積電技術論壇上首次亮相的台南十八B資深廠長黃遠國,傳出日前已接替何軍兼任的品質暨可靠性部門,直接向秦永沛報告。原本該部門由何軍負責,後來何軍轉去擔任先進封裝技術暨服務APTS副總,而原本的APTS部門是由2022年退休的廖德堆負責。
     



    另外,上周才剛宣布拔擢資材管理組織資深處長李文如為副總也是受矚目的中生代,六年級中段班的李文如畢業於台大化學系,第一份工作是擔任台積電製程整合工程師,之後更在漢微科、高通、蘋果任職,曾經在蘋果擔任採購長達十年。
     

    魯立忠也是前幾年從侯永清手上接下開放創新平台OIP的工作,現職為研究發展/設計暨技術平台副總。
     



    2021年台積電也挖角台灣美光董事長徐國晉加入,出任Integrated Interconnect & Packaging副總。台積電現任的資訊長,也是2021年才加入台積電,曾在臉書和Mozilla任職。
     



    魏哲家這位繼創辦人張忠謀之後,在台積電「全面執政」的領導人,正在執行他口中「讓交棒井井有條」制度!
     



    台積電將在8月20日舉行德國德勒斯登Dresden晶圓廠歐洲半導體製造公司ESMC動土典禮。ESMC由台積電與博世Bosch、英飛凌Infineon 和恩智浦NXP 合資成立,總投資金額超過100億歐元,目標於2027年底開始生產,主要生產車用和工業用晶片。採用台積電的28/22奈米製程,以及16/12奈米FinFET製程技術,月產能約4萬片12吋晶圓。
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    台積電張曉強:摩爾定律是否已失效? I don’t care!

    台積電全球業務及海外營運辦公室資深副總暨副共同營運長張曉強接受TechTechPotato YouTube頻道接專訪中談到關於摩爾定律、CoWoS、A16製程技術的看法,以下是部份內容整理:
     





    很多人說摩爾定律已經失效,台積電怎麼看?



    我不在乎。只要我們能夠繼續推動技術進步,我不在乎摩爾定律是否有效。



    許多人只是基於平面微縮two-dimensional scaling對摩爾定律進行了狹隘的定義,事實上已不是如此。看行業內許多創新可知道,我們仍在繼續尋找不同的方法,將更多功能和更多能力整合到更小的外形尺寸。我們繼續實現更高性能和低耗電。因此,從這個角度而言,我認為摩爾定律或技術微縮的步伐持續。我們將持推動產業向前發展。
     



    有收到過來自客戶的令人驚奇的要求嗎?



    不會。我們與客戶密切合作,同時保持開放,確保客戶選擇正確的技術。請記住,我們是晶圓代工業務,目標是幫助客戶實現成功的產品。我的老闆常常告訴我:“我們是晶圓代工業務,要與客戶共同努力以取得成功,但有一個順序,客戶必須先成功,然後我們才能成功。”
     



    Nvidia、AMD、英特爾對CoWoS需求量都很大,目前台積電擴產的進展如何?



    對我們來說,CoWoS 是 AI 加速器的主力。你可以看到目前所有的大型 AI 加速器設計,幾乎都是基於台積電 N5 或 N4 技術加上 CoWoS為主。



    我們正在迅速擴大 CoWoS 產能,複合年增長率遠高於60%。這個數字非常高,但仍在繼續增長,我們與客戶密切合作,確保滿足他們最關鍵的需求。



    上述是指CoWoS產能,同時我們也在擴大自身CoWoS的能力。



    目前最先進的AI加速器,CoWoS 中介層尺寸大約是光罩尺寸的3倍,而光罩尺寸約為800 平方毫米,這提供了集成全光罩尺寸SoC,以及最多8個HBM堆疊的能力。但在兩年後,我們將能夠將中介層尺寸擴大到光罩尺寸的 4.5 倍,讓我們的客戶整合最多12個HBM堆疊。往前看,我們的研發團隊已經開始將 CoWoS 中介層尺寸擴大到光罩尺寸的 7 倍或 8 倍。
     



    12個HBM堆疊夠嗎? 大家想要更多!



    台積電也宣布了另一項創新的系統級整合技術:晶圓系統 (SoW)。你想,晶圓加工設備所能製造的最大尺寸是單一300 毫米晶圓,因此我們將晶圓作為基礎層,並將所有邏輯和高頻寬DRAM 整合在一起,以整合整個晶圓區域。因此,如果你使用 CoWoS 術語來衡量,中介層尺寸的「X」數是 40 倍,非常龐大。這就是我們為客戶提供的服務,以繼續整合更多運算功能和更多記憶體頻寬,滿足未來AI需求。
     



    A16製程技術和全新Super Power Rail 技術,帶來哪些創新?

    A16 是一項重大的技術改進,採用奈米片電晶體,是業界領先且最先進的電晶體架構,特別適合HPC 和 AI 應用。



    同時,我們也增加創新的背面供電設計,這樣的設計可以讓客戶將電源佈線從正面移到背面,進而騰出空間來提高效能,同時改善電源。



    我們的方法與傳統的 BSPDN 設計非常不同,在傳統的背面電源軌中,你只需鑽孔即可將背面金屬連接到正面金屬,但這樣做會佔用空間,並且必須擴大庫單元的佔用空間。在我們的設計中,採用了非常創新的方法,將觸點或電晶體、電晶體的源極移到背面,而不會改變庫單元的佔用空間。
     



    為了實現這一目標,是否會讓傳統的製造步驟會有些混亂?



    是的。但我不想討論特定的流程步驟,我們的研發團隊不會很高興聽到這樣的討論。
     



    這樣就像三明治設計:電晶體、訊號和電源,肯定會增加很多製造成本吧?



    這是肯定的,但如果你看密度、功率和效能的優勢,我認為它的價值遠超過成本。這對HPC和AI尤其重要,因為節能運算是關鍵驅動因素。
     



    是否選擇使用A16製程技術,也必須要採用超級電軌Super Power Rail)這種背面供電的設計?



    A16製程本身定義就擁有超級電源軌,但我們也提供了技術選項,讓我們的客戶可以繼續利用現有的設計資料,而不必使用背面供電。例如,在電源佈線較不密集的行動應用中,您不必使用背面供電。
     



    台積電得A16製程會在什麼時候推出呢?



    我們的目標是在 2026 年下半年為主要客戶投入 A16 生產,從台灣開始生產。
     



    關於導入ASML新一代高數值孔徑EUV設備,台積電怎麼想的?



    回顧一下,台積電是業界第一個將EUV引入大量生產的公司,就EUV的生產使用和生產效率而言,我們今天仍然處於領導地位。我認為我們的研發團隊將繼續研究新的 EUV 功能,顯然包括高數值孔徑high-NA EUV,有很多考慮因素,像是可擴充性和成本等。
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    比特大陸3nm挖礦機晶片出貨,台積電中國營收占比衝高,傳小米也會開案3nm晶片

    台積電2024年第二季中國區營收占比衝高到16%,相較上季僅9%,傳出比特大陸3nm製程挖礦機晶片開始出貨,帶動睽違已久的中國區營收占比衝高。據了解,除了GPU/CPU受到算力限制外,中國IC設計公司如挖礦機晶片、手機處理器晶片等對3nm製程都會陸續導入。




    台積電前十大客戶佔營收高達85%~90%,蘋果是始終不變的第一大客戶。過去華為海思曾經蟬聯多年台積電全球第二大客戶,也是在中國地區的第一大客戶,沒了海思後,台積電在中國區的第一大客戶算是紫光展銳,但整個營收規模和海思相比,差距非常遠。前幾年展銳可能還擠得上台積電前十大客戶的邊緣,這幾年比較難。
     



    除了蘋果是台積電始終不變的第一大客戶之外,第二大客戶則是由AMD、高通、聯發科輪流,但自從生成式AI興起後,2023、2024年、2025年,台積電第二大客戶的位子穩穩是輝達Nvidia,其他則有高通、聯發科、AMD、博通、英特爾、索尼和 Marvell等。
     



    之後英特爾在台積電的晶片代工出貨會慢慢增加,佔比和排名會往前靠,估計未來台積電前三大客戶就是蘋果、Nvidia、英特爾了!
     



    現在中國IC設計公司要開案7nm/5nm/3nm先進製程晶片,根據算力會有一些限制,像是高算力GPU/CPU這一類晶片幾乎是嚴格管制。為了要合乎規範,部分中國GPU公司甚至會重新設計降規版的晶片,以能順利在台積電開案流片。
     



    比特幣挖礦機ASIC晶片屬於例外,並不受出口管制。雖然挖礦機晶片需要的運算速度非常快,才能在系統中挖到加密貨幣,但這不是複雜的算力,挖礦晶片做的事情很單一,就只是加快挖礦速度,不需要其他功能。
     



    其實,對台積電3nm製程有興趣的中國IC設計公司不只比特大陸,當初最早在台積電流片3nm製程的是OPPO旗下的哲庫,專門做手機處理器晶片,但2023年中哲庫閃電收攤,留下業界一片錯愕!
     



    日前傳出,小米在手機處理器晶片上有意捲土重來,會先採用4nm製程晶片,之後也會有3nm製程的手機處理器晶片。未來小米在中國的手機處理器晶片市場,會遞補OPPO哲庫的角色。
     



    小米在2017年也曾推出過首款自研手機處理器澎湃 S1,是由小米和大唐聯芯一起開發的中低端手機晶片,當時採用台積電28nm製程,澎湃 S1首發於小米5C,但市場反應並不好。之後小米自研晶片改到周邊,推出影像晶片、充電晶片、電池管理晶片等,現在再度回到手機處理器主戰場,看看小米怎麼打這一局。
     



    回到比特大陸,台積電2024年第二季的中國區營收占比從上季9%暴衝到16%,傳出是比特大陸的3nm製程挖礦機晶片開始出貨。受惠3nm製程出貨,比特大陸可望再度成為台積電中國第一大客戶。
     



    比特幣挖礦機最早也是用CPU、GPU來挖,當年輝達Nvidia一度前後受惠遊戲、加密貨幣兩大波狂潮,造成GPU瘋狂大賣,萬人吹捧。等到這兩波熱潮下去後,沒想到2022年底ChatGPT突然爆紅帶動生成式AI熱潮席捲全球,這波AI狂潮對於GPU的狂熱,更勝當年的遊戲、加密貨幣。不得不說輝達Nvidia黃仁勳除了努力外,還有命中注定擋不住的超級好運!
     



    當時,比特大陸為了追求更快的挖礦速度,逐漸演進至開發專用的ASIC晶片,自此揭開比特幣挖礦機ASIC時代的到臨,當時輝達Nvidia、AMD則是趕快轉到以太幣挖礦需求,又讓GPU又大賺了一大波。
     



    比特大陸的“芯路”,2013年ASIC是採用55nm製程,後來轉進28nm製程,關鍵一役是2017、2018年進入16nm製程,當時成為中國第一家導入16nm製程的IC設計公司,衝得比華為海思還要快,比特大陸一戰成名。
     



    比特大陸也因為搭上中國第一批導入16nm製程列車,當時直接取代展訊成為中國第二大IC設計公司,甚至直逼第一大的華為海思,一度名列台積電全球前五大客戶,2017年占台積電整體營收超過10%。只是,加密貨幣市場起伏劇烈,都要先給台積電預付貨款,且比特大陸也曾跨入開發AI晶片,只是很快收攤結尾。

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    台積電預防反壟斷和關稅大刀,「自宮」市佔率降至28%

     
    台積電舉行2024年第二季法說會前一天,因為特朗普的台灣關稅論,以及美國威脅ASML若供應給中國最先進的半導體機台設備不排除給予最嚴格的“外國直接產品規則”(Foreign Direct Product Rule, FDPR)等多重利空夾擊下,全球科技股一片慘跌,使得今日台積電法說會對未來的看法更為動見觀瞻。
     





    今日台積電法說會中,董事長魏哲家強調了不下百次「先進製程產能非常、非常、非常吃緊」,主因是AI需要的高階封裝CoWoS產能瓶頸解除的時間點一直在往後延,估計至少要到2025年底才有機會解除,而先進製程得產能供需平衡至少要到2026年。
     





    所以,不只是2024年台積電訂單和營運前景沒有烏雲,連2025年、2026年都非常安全,未來兩年的先進製程/封裝產能確定會非常、非常緊俏,魏哲家強調,公司非常努力竭盡所能去滿足客戶的需求,已經很努力的擴產了。目前,台積電的先進製程包括7nm/5nm/3nm,合計佔營收比重將近70%,未來先進製程的比重會再提升。
     





    其實今天台積電的法會中,最有趣的事情不是大放利多,而是台積電已經開始為潛在的反壟斷和關稅做準備了。台積電全球晶圓代工市佔率高達60%,美國競爭對手GlobalFoundries一直在背後咬住台積電市佔率太高,有反壟斷嫌疑一事,加上近幾日沸沸揚揚的特朗普關稅論,台積電今日做了一個動作,業界解讀為反壟斷和關稅做準備。
     





    台積電宣布,要重新定義晶圓代工,提出「Foundry 2.0」概念。
     





    所謂的「Foundry 2.0」就是把封裝、測試、光罩等等所有與邏輯IC製造相關的環節都拉進來,讓整個Foundry產業的定義更完整、更清晰。
     





    如果是根據舊定義,2023年全球Foundry市場規模僅1,150億美元,但根據新的Foundry 2.0定義,2023年全球晶圓代工產業規模將近2,500億美元。台積電認為,2024年根據Foundry 2.0定義,全球晶圓代工市場規模可再成長10%。
     





    為什麼台積電要把Foundry 2.0把整個半導體市場的定義擴大,讓整個晶圓代工市場的餅變大,而台積電的市佔率會往下降呢?
     





    在Foundry 2.0定義下,2023年台積電的全球市佔率降到28%,原本市佔率已超過60%。業界表示,這一切都是為了反壟斷和關稅做準備,這種事情確實要先準備起來,看看Nvida最近才被法國調查反壟斷。
     





    在Foundry 2.0定義下,現在台積電全球晶圓代工市佔率才28%(2023年),連全球三分之一都不到,就不能再說全部的錢都被台積電賺走了! (但根據Foundry 2.0定義,台積電的市佔率還是會持續增加)。




     





    以下還有幾個今日法說會中的重點:
     






    台積電上調2024年的全年成長率,上季法說會的說法是low-to-mid 20%,這次上調到略為超過mid-20%,主要是反應過去三個月來看到AI和高階智慧型手機的需求變強。

     




    關於川普提出的台灣關稅論,認為全世界半導體的晶片錢都被台灣賺走,應該要給關稅壁壘。未來如果真的有關稅發生,是否會調漲顧客報價? 台積電表示,這些都是假設狀況,並沒有發生,如果真的有那一天會再跟客戶討論。

     




    關於AI強勁需求的真實性,是否有泡沫跡象? 魏哲家強調,這次AI需求相比2~3年前是更真實的。

     


    台積電2024年第二季中國營收佔比提升至16%,第一季僅9%,主要是HPC的貢獻,可能是比特大陸的挖礦機3nm製程晶片開始出貨。
     





    2024年資本支出:原本預估是280億~320億美元,最新版本是300億~320億美元。
     





    台積電2024 年第二季合併營收約新台幣6,735億元,與去年同期相較成長40.1%,稅後純淨2,478.5億元,每股盈餘為新台幣9.56 元(折合美國存託憑證每單位為1.48美元),稅後純淨與每股盈餘皆增加了36.3%。 2024 年第二季毛利率為53.2%,營業利益率為42.5%,稅後純益率則為 36.8%。
     





    2nm製程技術:tape-outs數量將高於3nm和5nm的同期表現。 N2製程技術相較於N3E,在相同功耗下,速度增加1015%,在相同速度下,功耗降低25-30%,同時晶片密度增加大15%。 N2過程將如期在2025年進入量產,其量產曲線預計與N3相似。
     





    N2P製程技術:N2家族的延伸,N2P在N2的基礎上具備5%的效能成長,以及5-10%的功耗優勢。 N2P將為智慧手機和 HPC應用程式提供支持,並計畫於2026年下半年量產。
     





    A16製程技術:作為台積公司的下一代納米片技術,其亦推出採用了超級電軌(Super Power Rail,或稱為SPR)的獨立解決方案。 SPR是創新的最佳晶圓背面供電網路解決方案,此種創新晶圓背面 傳輸方案為業界首創,保留了閘極密度與元件寬度的彈性。 相較於N2P,A16在相同工作電壓下,速度增快8~10%,在相同速度下,功耗降低 15~20%;晶片密度提升7~10%。 A16是具有複雜訊號佈線及密集供電網路的高效能運算(HPC)產品的最佳解決方 案。 A16計劃於2026年下半年進入量產。

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    攻車用晶片!力旺OTP完成台積電N5A製程可靠度驗證

    力旺宣布其安全強化型一次可編寫(OTP)矽智財NeoFuse,正式完成台積電N5A製程完成可靠度驗證。(N5A製程是台積電5nm技術平台中,針對車用的強化版本。)
     



    隨著電動汽車與自動駕駛的普及,車用晶片必須具備高速運算的能力,並受嚴格的安全標準所規範,N5A製程讓高速運算技術得以實現在車用晶片領域。
     



    力旺表示,台積電N5A製程完成可靠度驗證的NeoFuse OTP 標榜多功能特性,可支援高性能或低功耗的應用,附帶強化安全性的額外優勢。安全強化型的NeoFuse OTP採用力旺的物理不可複製功能(PUF),為IC定錨信任根至硬體層。記憶體陣列採用寬頻輸出設計,讓客戶能夠利用額外的I/O實現ECC功能,進一步保障可靠性。
     



    NeoFuse OTP 也具備完整的設計模擬,包括電遷移/老化,並遵守 N5A所有的設計規則。設計與測試結果方面,溫度容差可擴展至150°C,且寬廣的電壓範圍提供了更大的靈活性,可滿足各種汽車應用要求和嚴格的標準。延續力旺的OTP在市場上的長期優勢,在N5A製程上同樣毋需額外光罩,免除可觀的額外成本。
     



    力旺電子業務發展資深副總經理盧俊宏表示,當今消費者對駕駛體驗的期待遠高於過去,無論是自動駕駛、高階的資訊娛樂系統還是電動化,這些需求讓車內電子產品大幅增加,其中許多IC需要具有最高安全性的高性能計算。經N5A驗證的NeoFuse OTP同時滿足了上述需求、並符合車用電子安全標準,如AEC Q-100,目前已有客戶採用力旺的解決方案。
     



    台積電設計建構管理處負責人Dan Kochpatcharin表示,與開放創新平臺OIP生態系統合作夥伴密切合作,可以滿足汽車應用領域強勁的算力需求,例如AI駕駛輔助,與力旺的新的里程碑讓設計人員能夠利用台積電最先進的技術及經過驗證的解決方案,在車用領域實現前所未見的效能與功耗。」
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    英特爾基辛格放下「傲慢」擁抱台灣,應給予掌聲

    Computex 2024特別熱鬧,火藥味也十分濃厚。AMD和高通輪番上場直球對決自己的CPU優於英特爾,Nvidia黃仁勳是絕對的GPU宣道者,更不用說還有Arm和聯發科、Nvidia的強大結盟。
     



    英特爾執行長基辛格(Pat Gelsinger)在Computex 2024開幕主題演講中大力反擊Nvidia指出,不認同黃仁勳一直讓你們所想信的(傳統處理器在AI時代已失去動力)觀點,摩爾定律(Moore’s Law)明明還活得好好的!
     



    基辛格強調,英特爾作為PC晶片的領導廠商,依然對AI普及有重要的影響力,現在的AI風潮就像25年前的網際網路時代初臨,潛力十分巨大,是推動半導體產業規模在2030年前達到達1兆美元的最大推動力。
     



    他更強調,英特爾從半導體製造到PC、網路、邊緣運算和資料中心等領域都有全面佈局,最新推出的Xeon、Gaudi和Core Ultra平台,更可以結合英特爾的硬體和軟體生態系,提供適合的解決方案,協助合作夥伴搶攻未來龐大的商機。
     



    不僅如此,基辛格這次來台參加COMPUTEX,更是頻頻對台灣公開「示愛」表示,英特爾與台灣合作夥伴深耕39年,「 IT」是Intel +Taiwan,還表示感謝台積電的先進技術助攻,讓英特爾的Lunar Lake成為AI PC重頭戲。 徹底改頭換面一改過去常常把台灣很危險、對台積電不太友善的言論掛在嘴邊。他身段放得極低,COMPUTEX期間還去合作夥伴的攤位站台、簽名。
     



    雖然在COMPUTEX上,大家都喜歡拿英特爾開玩笑,拿英特爾的CPU來彰顯自家性能,但不得不說,基辛格肚量很大,想想英特爾是一家多麽驕傲的公司,連台積電創辦人張忠謀都曾這樣形容基辛格「有點不客氣,對台積電也很不客氣!」
     

    在英特爾的官方網站上對自己公司文化的描述是:「我們的目標是打造改變世界的技術,以改善全人類的生活。」基辛格更曾公開表示,英特爾過去給客戶「傲慢」的感覺,現在英特爾要好好找回「Grovian」葛洛夫式文化和「Tick-Tock」(產品以製程微縮和處理器架構更新方式交替)的節奏性。






    今年56歲的英特爾,曾經是全球半導體龍頭、最偉大的企業之一,驕傲是其來有自。但為什麼基辛格這次的台灣行,會出現這麼大的轉變?
     



    因為他很清楚,只有台灣在全世界擁有完整的AI硬體產業供應鏈,加上台積電的半導體先進製程技術更是能幫助英特爾重返榮耀的唯一路徑,沒有第二個法子。
     



    英特爾最新的處理器Lunar Lake原本是要採用自己的 20A 節點半導體技術,後來卻是以台積電3nm製程N3B製造。這背後代表的最大意義在於,Lunar Lake是英特爾第一次把最高階x86核心處理器給委外生產,在此之前,最核心的x86處理器都是英特爾自己生產。
     



    台積電與英特爾過去曾合作低階Atom處理器。英特爾上一代Meteor Lake還是採用自己的Intel 4製程,加上台積電5nm製程的繪圖晶片塊(GFX tile)、台積電6nm的系統晶片塊(SoC tile)及輸出入晶片塊(IOE tile)。
     



    英特爾接下來針對DT和電競的NBArrow Lake平台,會採用自己的20A製程? 還是台積電3nm製程? 傳出可能混用,部分自己的Intel 20A,部分由台積電3nm製程代工。
     



    基辛格在COMPUTEX主題演講中也在台上展示了Panther Lake晶圓。英特爾將會在2025年推出Panther Lake,將是第一次採用英特爾自己的18A節點。
     



    同時,對於眾多競爭對手為了搶占AI PC大餅,紛紛將槍口對準英特爾之際,公司也強調,英特爾2024年第一季度交付的AI PC處理器數量,已超過所有競爭對手的總出貨量。即將推出的Lunar Lake處理器,將為來自20家OEM廠商、超過80款不同型號的AI PC提供強大運算效能。英特爾也預計在今年出貨超過4,000萬個Core Ultra處理器,進一步鞏固其在AI PC領域的領先地位。
     



    英特爾更以共同創辦人之一Gordon Moore曾說:「所有已完成的事都能夠被超越」來宣示英特爾對AI未來發展藍圖和技術佈局的決心。
     



    重返英特爾至今滿三年的基辛格,重建英特爾之路每一步都如履薄冰。從初期的自信滿滿,對台灣、台積電都砲火猛烈,三年後的今天,不但在全球佈局上與聯電建立起合作關係,基辛格這次來台灣更是把身段放得極低,熱情擁抱台灣與供應鏈,更是公開讚美台積電。無論如何,還是要給予放下「傲慢」的基辛格一點掌聲。
     



    基辛格曾經在回鍋出任英特爾CEO時興奮說道:「今天我在這裡從事我夢想的工作,心中興奮之情猶如我18 歲第一次走進英特爾。」 不知道今日的基辛格,是否仍保有回鍋英特爾第一天時的興奮之情。

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    30年前,張忠謀主動打電話給黃仁勳,開啟兩家公司合作情緣

    Nvidia黃仁勳這次在COMPUTEX 2024開展前一周旋風來台,原以為他有什麼秘密行程要提前來拜訪合作夥伴,沒想到他居然扮演起台灣的「觀光大使」,一連吃了花娘小館、磚窯、富霸王豬腳、鄒記食譜、犁記湯包館、王記府城肉粽、喜相逢私廚、吉品海鮮、欣葉台菜、驥園、豆花莊等餐廳和小吃,還不忘提醒大家要去捧場通化夜市的水果攤,外媒以「Jensenity」(仁來瘋)來行容黃仁勳這次帶給台灣的炫風!
     



    黃仁勳的美食之旅最大亮點,應該是拉著台積電創辦人張忠謀去逛寧夏夜市,去豆花莊時還被民眾拍到黃仁勳、莊忠謀、林百里一起吃豆花的有趣畫面。張忠謀夫人張淑芬也透露,「這是Morris第一次逛夜市!」
     



    不只是一起逛夜市,黃仁勳更是張忠謀少數會邀請家宴的摯友。熟悉張忠謀的人表示,他把公與私分得很清楚,只是少數交情非常密切的友人,才會邀請到家中作客。
     



    2017年台積電30週年慶的論壇中,時任董事長的張忠謀在會中透露與Nvidia合作的起源。
     



    張忠謀指出,1993~1994年左右,他收到一封黃仁勳寫來的信,表達想要跟他聊一聊晶圓代工業務的意願。於是,張忠謀有一次到美國出差,就打電話給黃仁勳。
     



    張忠謀說他印象十分深刻,因為在電話撥通後的那頭,感覺有一大群人在說話,有非常多聲音,等到張忠謀在電話上自我介紹「I am Morris Chang.」,他聽到黃仁勳在電話那頭大喊:「噓!安靜!張忠謀打給我耶!」
     



    張忠謀講完這段台積電與Nvidia合作起源的小故事後,黃仁勳的回應更是妙語如珠。
     



    黃仁勳說,那時會主動寫信給張忠謀,是因為打電話給美國銷售辦公室,都沒人回應他,可能是業務忙著拜訪「真正的客戶」(當時NVIDIA才剛成立不久)。黃仁勳更接著說:「很高興你們現在的美國業務代表,已經不是當時那一位!」
     



    那一年台積電30週年慶的論壇是冠蓋雲集,除了黃仁勳之外,還有蘋果營運長Jeff Williams、高通當時的執行長Steve Mollenkopf、博通執行長Hock Tan、ADI執行長Vincent Roche、Arm當時的執行長Simon Segars、ASML當時執行長Peter Wennink等。
     



    當天,原本是安排黃仁勳是第一個講著,臨時換成高通先上場分享,Nvidia再機動性地安排進入分享順序,理由是因為當時黃仁勳的投影片還沒弄好。
     



    輪到黃仁勳上台後,他再次妙語如珠表示,「投影片來比較晚,因為只有我有認真準備!」他表示,即使經過這麼多年,每一次只要張忠謀給他機會分享,他都會很努力準備。
     



    另外,Nvidia也在網站Blog上分享了一段私房故事:黃仁勳第一次邀請張忠謀到家裡作客,張忠謀與他九歲的兒子 Spenser 聊天時,眼睛一眨也不眨,非常專注地聆聽。黃仁勳說張忠謀有一對「非常典型老中的眼睛(Chinese Eyes)」,在小朋友們一陣眉飛色舞的發表後,Spencer 還停下來問爸爸:「張伯伯是不是睡著了呀?」張董事長隨即回答:「我正聽你說話呢!」
     



    曾擔任台積電財務長的張孝威也在他的自傳中提到黃仁勳的自信讓他印象十分深刻。
     



    張孝威說,他剛到台積電的第一年(約1998 年)時,就發現有一家美國矽谷的公司下單金額持續增加,但常常會延遲付款,甚至積欠高達數百萬美元的貨款,但詢問後得到的回應,都是指向這家公司挺有潛力的。
     



    有次張孝威趁著到美國出差的機會,順道去拜訪這家公司的創業者。見面當天,這個老闆提出希望台積電能延長付款期限的請求。身為財務長的張孝威需要能控管公司風險,因此回應,即使延長付款期限,也有設定信用總額的上限。
     



    沒想到這位創業家立刻以極自信的口氣回表示,「請你們不要這樣對待我們,因為將來我們會成為你們最大的客戶。」 張孝威實在印象太深刻,因此同意另訂方案。
     



    這家公司就是 Nvidia,而這位超自信的老闆就是黃仁勳。
     



    關於Nvidia創立的過程,黃仁勳曾表示,公司在草創初期,大家還想不出名字,所有文件都先稱為NV,意思是「下一個版本」(next version),後來找了很多關於兩個字母的單字,想到拉丁文“invidia” 意思是“嫉妒”,就決定把公司取名為Nvidia。
     



    Nvidia 在1995 年推出的第一個產品是個人電腦的顯示晶片NV1,但因為與微軟的視窗作業系統不相容,產品根本銷售不出去,當時燒完第一筆的投資後,黃仁勳只能無奈勸一些非核心的員工離職,裁掉70% 人力,公司規模從100 多人縮水成30 多人。
     



    拯救Nvidia 的是日本遊戲機公司SEGA 委託開發一款遊戲機的顯示晶片,訂單金額高達700 萬美元,雖然後來SEGA 沒有繼續合作,但這筆金額幫助Nvidia 撐到了Windows 95 時代,因為Win 95 對於圖形的重視,讓顯示晶片成為電腦系統必備產品。
     



    經歷 NV1 與 NV2 前兩代產品的失敗後,Nvidia 在 1997 年量產代號 NV3 的 RIVA128,攜手台積電孵化出第一顆成功量產的繪圖晶片,當年底出貨量就突破 100 萬顆。緊接著 1998 年再度研發代號為 NV4 的 RIVA TNT,也非常成功。

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    台積電今日舉行2024年股東會,這是是劉德音作為台積電董事長的最後一“Show”。劉德音誠摯表示:“感謝台積電的經營團隊,給予最高敬意,未來一定能帶領公司走向更高層次。”
     



    在今日股東會中,劉德音針對現場小股東許多提問均一一回覆。更重要的是,伴隨著“魏哲家時代”的來臨,他是台積電在創辦人張忠謀之後,再度出現的一位同時集Chairman與CEO權力於一身的新領導者。
     



    半導體業界都知道,魏哲家是生性幽默且能言善道,一開口妙語如珠,非常受客戶歡迎,但他在上任台積電總裁這幾年,鮮少單獨接受媒體採訪。他能言,但非常低調。
     



    今日股東會後,也是他上任台積電董事長兼總裁後,第一次與媒體暢談將近一小時,所有問題通通接招,來者不拒。他笑臉說:“有了這個位子,就要把該做的事情做好!”
     



    值得一提的是,提到COMPUTEX前後在台灣有如天王巨星般待遇的Nvidia黃仁勳,魏哲家趣談:我有跟他抱怨他東西太貴了!不過,也確實“有價值啦!” 所以呢,我也要開始跟他 “show我的價值”。(漲價啦!!畢竟Nvidia最新財報毛利率78%)大家想想,有人居然用你東西(內含台積電晶片)賣回來給你(系統),然後告訴你這非常有價值........
     



    以下是劉德音在主持2024年股東會提到的幾個點,以及魏哲家接受媒體專訪時,談到的幾個重點:
     




    有股東會到,COMPUTEX期間,AMD的Lisa Su宣布和台積電緊密合作,黃仁勳找創辦人張忠謀去逛夜市,到底哪一家和台積電比較好?

    劉德音:這問題是破壞我們和客戶關係嗎?(講完哄堂大笑)
    魏哲家:台積電和兩家公司關係都非常良好,我們都一起共同成長。

     




    最近美股有蘋果宣布1000億美元回購,以及Nvidia宣布股票一拆十,台積電是否有買回庫藏股和分拆計畫?

     劉德音:半導體是重資產公司,需要資金,因此沒有回購計劃。台積電股票也沒高到需要分割,未來可以更高。

    財務長:內部仔細評估過,逐漸增加現金股利對股東是最好的回報,穩定現金股利會比不定期特回購好。另外,現在也可以零股交易,其實不用分拆股票。
     




    華為是競爭對手嗎? 什麼時候會被其他的競爭對手趕上?


    劉德音:華為不華為沒有關係,台積電的自我要求是技術領先,且著重在進步速度是否比競爭對手更快。對於什麼時候會被競爭對手趕上? 我想這個問題也不需要CC(魏哲家)回答,趕上是不太可能的事。
     




    美國廠建置成本高,台積電如何因應?


    劉德音:美國建廠的成本是比台灣高,但台積電比已經其他人在美國建廠的成本低。去美國建廠是國際破碎化的結果,不只是台積電,其實大家都去,只是我們做得早一點。這和30年前台積電在台灣蓋第一個八吋廠一樣,過程有很多需要學習的地方和挑戰。借鏡歷史,台積電總能一一克服。
     




    即將到來的美國總統大選會不會影響到美國亞利桑那州廠房的補助進度?


    劉德音:對美國晶片法案的支持,是兩黨共識,不認為選舉結果會讓這件事有變化。
     



    以下部分則是魏哲家在今日股東會後記者會的重點重點摘錄:

     


    地緣政治下,如果客戶不斷要求把生產線移到美國,台積電會如何因應?




    魏哲家表示:台積電的台灣產能占80%以上,要移出台灣是不可能的!
     




    上任董事長後的第一個任務是什麼?


    將工作往跟政府關係轉移,其他工作分擔給夥伴們,大家都20~30年默契,彼此合作無間。
     




    在產能佈局上的優先順序上?


    台灣優先。最先進的製程一定從台灣開始,站穩腳步後,才會考慮台灣以外的地方。
     




    談到美國廠的成本與補貼是否太少?




    美國生產成本確實比較高,但我的原則是不能拿美國和台灣比,兩邊完全不同。在美國,應該要和美國的同業比,台積電的生產成本永遠會贏他們。放心在美國廠有天一定會有很好的獲利,這一輩子台積電都不會有loss。
     




    談到AI


    不斷強調前途一片美好。魏哲家更表示,台積電的技術永遠是領先,良率都比別人好,有人會覺得台積電的wafer比別人貴,但其實換算成die是最便宜。
     



    那缺電呢? 魏哲家:這要和政府密切合作,應該不會有問題,其實每次看報紙寫的都會害怕,但跟政府官員聊完都很有信心。
     

    再者,科技界的好處是可以不斷利用創新,努力將用電量降低,例如現在有發明一種方式可以讓Data Center的用電量降低30%。
     




    OpenAI的Sam Altman提到7兆美元蓋晶圓廠?




    雖然AI需求一直上升,但他的想法實在too aggressive for me to believe. 台積電是全世界對AI需求資訊搜集最齊全的地方,因為所有要做AI的人都會跟台積電討論,我們都會蒐集完資料,才會去決定要蓋多少生產線。
     




    傳出AMD可能會去三星投片3nm製程?




    魏哲家:我再說一次,台積電沒有競爭對手,不要太在意報紙寫的。之前我們法說會也說過,全球只有一家大型半導體公司不是台積電的客戶。
     




    台積電日前才宣布由秦永沛和米玉傑出任共同營運長,同時也安排侯永清和張曉強擔任兩位營運長的副手,外界對於台積電未來的繼承人有什麼安排?




    魏哲家開玩笑表示,“我才剛剛上任,你們就一直問我接班人,讓我有點尷尬。”  接著他進一步表示,因為公司要有制度,是想要推出繼承制度,讓公司井井有條。
     




    對於台積電的繼承者和接班人條件是什麼?




    魏哲家表示,台積電的傳統關於誠信、正直,是一步都不讓,完全不能打折,且對客戶要尊重和支持。唯有客戶成功,台積電才有生意,因此要幫忙客戶成功。公司也會朝年輕化和制度化發展,並再找好的人才進來,讓公司一直成長。
     




    談到投資理財的建議?




    Stay with tsmc,希望能再漲價。

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    台積電延續兆元市值的秘密,都藏在這一張圖裡

    今天台積電技術論壇上,2024年3月升任共同營運長,現任台積電業務開發、海外營運辦公室資深副總暨副共同營運長的張曉強現場金句連發:
     




    台積電做系統整合超過20年,領先推出CoWoS技術,我相信在座各位都可以拼出C-o-W-o-S-.......有天我發現連電視台主播都會拼這個詞,你要是沒聽過CoWoS,大概是外星人了!

     


    過陣子也不用我和Cliff上台來演講了,create一個AI來講就好!

     


    (現場張曉強show出一張PPT標誌著Nvidia近代GPU產品採用台積電製程技術的性能成長曲線直線向上)他說:AI發展快速,Nvidia產品從V100採用N12、A100採用N7、H100採用N4,一直最新一代Blackwell採用N4P製程+CoWoS封裝讓算力成長1000倍,這迅猛的長曲線讓人想到了昨晚的Nvidia股價.......

     


    台積電今日技術論壇中,現場含金量最高的一張圖應該是3D Integrated HPC Technology platform for AI。張曉強說這張圖是“Money Sheet”(既然價值連城,就不在此大放送!其實是因為現場是禁止攝影)從現場的圖上看,是一款用于HPC和AI的新封裝平台,並以矽光子來改善互聯。他表示矽光子技術已經量產,只是這是第一次引入HPC中,用在Data Center。

     


    如果有人要寫台積電歷史,一定要提到7nm,這是台積電第一次提供全世界最先進的技術,在此之前都是IDM。之後台積電在2020年更領先進入5nm製程,2023年進入3nm製程。
     




    以下是今日舉行台灣場的技術論壇幾個重點:
     




    AI將掀起第四次工業革命,2030年全世界將有10萬個生成式AI機器人,生成式AI手機出貨量將達2.4億支。

     


    為了滿足AI運算需求,3D堆疊、先進封裝技術越來越重要,未來幾年將實現單晶片上整合超過2,000億個電晶體並透過3D封裝達到超過一兆個電晶體。

     


    2024年3nm產能比2023年增加三倍,但還是不夠用!!

     


    2020~2024年,先進製程產能的年複合成長25%,特殊製程產能的複合成長率10%。車用晶片出貨複合成長率約50%。

     


    SOIC在2022~2026年的產能複合成長100%,CoWoS在2022~2026年的產能複合成長超過60%

     


    台積電從2019年正式使用EUV設備,目前全球56%的EUV機台都在台積電。

     


    N3E已依計畫在2023年第四季進入量產,客戶的產品良率相當好。台積電也開發出N3P技術,已通過驗證,目前良率表現接近於N3E。N3P已經收到了客戶產品設計定案tape-outs,將於 2024 年下半年開始量產。

     


    2nm是台積電第一次使用奈米片Nano-Sheet電晶體架構,目前進展非常順利,NanoSheet奈米片的轉換目標達90%,換成良率也超過80%,根據計畫2nm是2025年下半年量產。

     


    針對製程後段,會導入新製程與材料,將電阻/電容延遲(RC delay)降低高達10%。此外,為了強化功率傳輸,台積電也提供了超高性能金屬/絕緣體/金屬電容(SHPMIM),其容量密度是上一代技術的兩倍之多。

     


    台積電進入埃米(angstrom)時代的A16,結合2nm製程+超級電軌(Super Power Rail)架構設計。




     






    A16 技術的超級電軌(Super Power Rail)架構是一種創新的最佳晶圓背面供電網路解決方案。A16 將供電網路移到晶圓背面而在晶圓正面釋出更多訊號網路的佈局空間,藉以提升邏輯密度和效能。此外,它還可以改善功率傳輸,並大幅減少IR 壓降。

     


    再者,台積電的創新晶圓背面傳輸方案也是業界首創,保留了柵極密度與元件寬度的彈性,是具有複雜訊號佈線及密集供電網路的HPC產品的最佳解決方案。相較於台積公司的 N2P 製程,A16 在相同 Vdd (工作電壓)下,速度增快8~10%; 在相同速度下,功耗降低15~20%,晶片密度提升高達 1.10X。台積電計畫在 2026 年下半年量產。

     


    NanoSheet奈米片電晶體的下一代會是互補式場效電晶體CFET架構,藉由不同材料的上下堆疊,讓垂直堆疊的不同場效電晶體更靠近,改善電流且密度增加1.5~2倍。台積電強調CFET不是紙上談兵,研發已經成功驗證在wafer siliocon上。





    台積電指出,當電晶體架構從平面式(planer)發展到 FinFET,並即將轉變至奈米片(nanosheet)架構之後,公司認為垂直堆疊的 nFET 和 pFET (即互補式場效電晶體CFET)是未來製程架構選項之一。

     


    台積電進一步指出,內部一直在積極研究將 CFET 用於未來製程架構的可能性。在考量佈線和製程複雜性後,CFET 密度將可提升 1.5 至 2X,除了 CFET,在低維材料方面取得了突破,也可實現進一步的尺寸和能源微縮。再者,台積電也計畫導入新的互連技術,以提升互連效能。首先,對於銅互連技術,計畫導入一個全新的通路結構(via scheme),進而將業界領先的通路電阻(via resistance)再降低 25%。再者,計畫採用一種全新的通路蝕刻停止層(via etch-stop-layer),可降低約6%的耦合電容。還有,正在研發一種新的銅阻障方案(Cu barrier),可降低約 15%的銅線電阻。除銅互連外,台積電也在研發一種含有氣隙的新型金屬材料,可降低約 25%的耦合電容。另外,嵌入石墨烯(Intercalated graphene)也是一種極具前景的新材料,可大幅縮短互連延遲。
     




    TSMC 3DFabricTM技術方面,包含三大平台:TSMC-SoIC、CoWoS和InFO。
     


    SoIC 平台:用於 3D 矽晶片堆疊,並提供 SoIC-P 和 SoIC-X 兩種堆疊方案。SoIC-P是一種微凸塊堆疊解決方案,適用於講求成本效益的應用如行動裝置。CoWoS 平台包括成熟度最高、採用矽中介層的 CoWoS-S,以及採用有機中介層的CoWoS-L 和 CoWoS-R。InFO PoP 和 InFO-3D 適用於高階行動式應用,InFO 2.5D 則適用於高效能運算的小晶片整合。另外,根據產品需求,SoIC 晶片可與 CoWoS 或 InFO 整合。
     





    適用於 3D 小晶片堆疊技術的 SoIC:SoIC-X 無凸塊堆疊解決方案,無論是現有的 9 微米鍵合間距前到後堆疊方案(front-to-back scheme),還是將於2027 年上市的 3 微米鍵合間距前到前堆疊方案(front-to-front scheme),裸晶到裸晶(die-to-die)互連密度均比 40 微米到 18 微米間距的微凸塊前到前堆疊方案高出 10X 以上。台積電的SoIC-X 技術非常適用於對效能要求極高的各類HPC應用。
     





    台積電更指出,看到客戶對於 SoIC-X 技術的需求逐漸增加,預計到 2026 年底將會有 30 個客戶設計定案tape-outs。

     


    CoWoS 技術:可將先進的 SoC 或 SoIC 晶片與先進的高頻寬記憶體HBM進行整合,滿足AI 晶片的嚴苛要求。台積電的SoIC 已透過 CoWoS-S 量產出貨,並計畫開發一種 8 倍光罩尺寸且具備採用A16 製程技術的 SoIC 晶片和 12 個HBM堆疊的 CoWoS 解決方案,計將在 2027 年開始量產。直至今年年底,台積公司將為超過 25 個客戶啟動超過 150 個 CoWoS 客戶產品設計定案tape-outs。

     


    台積電與Nvidia合作推出Blackwell AI 加速器,是全球首款量產並將 2 個採用 5 奈米製程技術的 SoC 和 8 個HBM堆疊整合在一個模組中的 CoWoS-L 產品。




     






    矽光子:台積電表示矽光子是共同封裝光學元件CPO的最佳選擇,因為其與半導體相容,且可與 EIC/PIC/交換器在封裝層高度整合。台積電創新的緊湊型通用光子引擎(COUPETM)技術透過最短路徑的同質銅-銅介面整合電子積體電路(PIC)和光子積體電路(EIC),進而實現超高速射頻(RF)訊號(200G/λ)。

     


    COUPE 解決方案可最小化使用面積,且具備光柵耦合器(GC)和邊際耦合器(EC),可滿足客戶的各式需求。台積電計畫在 2025 年完成小型插拔式連接器的 COUPE 驗證,2026 年將其整合於共同封裝光學元件的 CoWoS 封裝基板,藉此可降低 2X 功耗、將延遲降低10X。同時,台積電也探索一種更先進的共同封裝光學元件方案,將 COUPE 整合於 CoWoS中介層,進而將功耗再降低 5X、將延遲再降低 2X。


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    半導體

    台積電魏哲家親赴歐洲拜訪ASML、德國蔡司,完成「摩爾定律續命」之旅

    台積電總裁魏哲家上周進行了一趟非常重要的“歐洲行”,拜訪了三家與延續摩爾定律息息相關的歐洲半導體企業,分別是荷商ASML、德商蔡司Zeiss和德商創浦TRUMPF。
     



    ASML執行長Christophe Fouquet在Linkedin上表示,上週在企業總部Veldhoven接待了魏哲家,且藉由此寶貴機會強化ASML和台積電的緊密合作關係。並且展示了ASML最新產品和創新技術,透過改善EUV曝光機平台,持續推動半導體技術往前。
     



    Christophe Fouquet進一步指出,在ASML生產最新0.33 NA EUV系統的EUV工廠中,與魏哲家分享了 TWINSCAN NXE:3800E曝光機如何以更具成本效益的方式來生產最先進的製程技術。此外,在比利時微電子imec ASML EUV High NA 實驗室中,也展示了高數值孔徑極紫外光微影設備(High NA EUV)如何支援多個未來的製程技術節點。
     



    ASML特別強調要和生態系統合作夥伴德國蔡司Zeiss、雷射源供應商創浦TRUMPF、荷蘭VDL集團強化聯盟力量,以達成延續摩爾定律的目標。
     



    Christophe Fouquet更強調,ASML與客戶的關係是由對創新和技術進步的共同承諾所推動的。ASML與台積電的合作關係體現了這一宗旨:近四十年來,它建立在信任、協作和對卓越的承諾的基礎上。
     



    Christophe Fouquet剛於4月接下ASML執行長一職,但這並非是與魏哲家的首次會面。Christophe Fouquet當時以ASML商務長的身份,與ASML前執行長Peter Wennink年初曾進行亞洲巡訪客戶,拜訪台積電總部自然是當時重要行程之一。
     



    眾所皆知,針對ASML最新一代、一台要價4億美元的High NA EUV曝光機設備,英特爾的採用意願非常積極且下了訂單,台積電維持過往的保守風格,非常謹慎評估,不會輕易在轉進新一代製程技術的第一版,就導入最先進的設備。
     



    另外,從ASML日前端出的2024年第一季財報可知,中國營收貢獻仍是該公司支柱,但隨著美國的出口管制越來越嚴格和逐季落實,ASML勢必要找尋更多的營收來源。業界認為,說服台積電早日導入High NA EUV曝光機設備,並且下訂單,會是兩家公司下一步的關鍵發展,且是雙方高層會面的重點,包括這次魏哲家親訪ASML總部。







    德國蔡司Zeiss半導體也在Linkedin上提到了魏哲家拜訪總部Oberkochen。擁有獨特歷史的蔡司,總部位於德國西南部巴登-符騰堡州(Baden-Württemberg)的Oberkochen鎮,該小鎮的人口僅8000人,卻掌握著全球最精密、最先進的半導體晶片設備的反射鏡和透視鏡。
     



    蔡司是ASML非常重要的技術合作夥伴,是ASML唯一的鏡頭供應商。蔡司不但擁有獨特的微影和光罩系統技術,手上更有超過2,000個與EUV微影設備相關的關鍵技術專利。2016年ASML曾收購蔡司子公司蔡司半導體24.9%股權,為的就是發展High NA EUV設備。



    ASML前執行長Peter Wennink曾說過,沒有蔡司的光學器件,ASML將無法生產極紫外光EUV曝光機設備,而沒有EUV曝光機,也無法生產人工智慧AI、自動駕駛這些尖端技術的晶片。
     



    蔡司在ASML開發先進製程技術曝光機的重要性上,可從另一件事來看出端倪。早在今年4月,三星電子會長李在鎔就搶先魏哲家一步,先去德國總部拜訪蔡司,雙方共表示要加強晶片製造的合作,提高晶片良率和效能。這次魏哲家拜訪蔡司德國總部,應該也是有「固樁」的意思。