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大手笔!台积电扩建12座晶圆厂,推出「N5A」制程

6月1-2日,台积电在2021年线上技术论坛上带来了先进逻辑技术、特殊技术、以及3DFabric先进封装与晶片堆叠技术的最新创新成果,同时还针对扩建晶圆厂进展进行了具体介绍。

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(资料源自台积电公告)

扩建12座晶圆厂,EUV产能大爆发

会上,台积电表示,全面启动3年1000亿美元投资案,如今正以5倍的速度加快扩产脚步,包括将在南科扩建5nm晶圆厂及兴建3nm晶圆厂,以及在竹科兴建研发晶圆厂及2nm晶圆厂。

从业者整理的台积电投资建厂计划表来看,台积电超大型晶圆厂区包括南科Fab18厂、南科Fab14厂、竹科Fab12厂、竹科Fab20厂、竹南封测厂、南科封测厂等,共计12座晶圆厂,2座封测厂。

台积电营运资深副总经理秦永沛表示,南科Fab18超大型晶圆厂将建置P1~P4共4座5nm晶圆厂,P5~P8共4座3nm晶圆厂。其中P1~P3厂已进入量产,P4~P6厂正在兴建中,未来将再扩建P7~P8厂。另外,南科Fab14超大型晶圆厂将扩建P8厂为特殊制程生产基地,AP2C封测厂亦兴建中。

台积电竹科Fab12超大型晶圆厂将扩建P8~P9厂为研发中心,P8厂将在今年完成。预计在竹科宝山兴建Fab 20超大型晶圆厂,现在仍在土地取得程序,未来将成为2nm生产重镇。至于美国亚利桑那州5nm晶圆厂已开始兴建,2024年以月产能2万片量产计划不变。

封测厂方面,秦永沛表示,台积电已有4座先进封测厂区,主要提供晶圆凸块、先进测试、后段3D封装等业务,现在竹南兴建的第5座封测厂AP6,未来将以前段3D封装及晶片堆叠等先进技术为主,而竹南封测AP6厂总面积是4座封测厂总面积的1.3倍,预计2022年下半年开始量产SoIC先进封装制程。

此前,台积电曾表示计划在今年内投资25至280亿美元开发和生产先进芯片。4月1日,台积电再次宣布计划将在未来三年内投资1000亿美元用于扩大工厂产能。值得注意的是,目前全球正遭受严重的半导体短缺困扰,这一问题已经对全球各行各业产生了巨大影响。由于新冠疫情的流行,包括手机,笔记本电脑甚至家用电器等市场领域产生了巨大的需求。“市场需求+产能不足”双重影响下,台积电扩产计划或能缓解紧张局面。

5nm家族新成员“N5A”制程

本次会议论坛上,台积电还推出了5nm家族新成员「N5A」制程,旨在满足当前日益创新的汽车应用对于运算能力增加的需求。

据介绍,N5A使用了与“超级电脑”相同的技术并将之带入车辆之中,搭载N5A的运算效能、功耗效率、以及逻辑密度,同时符合AEC-Q100 Grade 2严格的品质与可靠性要求,以及其他汽车安全与品质的标准,台积电的汽车设计实现平台也提供支持。N5A支持人工智能驾驶辅助系统(ADAS)及数位车辆座舱,并获得汽车等级认证。据悉,N5A预计于2022年第3季度问世。

台积电还在会议上透露了N4、N3技术的新进展。其中,N4加强版由于减少光罩层,以及与N5几近相容的设计法则,进一步提升了效能、功耗效率、以及电晶体密度。自从在2020年台积电技术论坛公布后,N4的开发进度相当顺利,预计于2021年第3季开始试产;N3技术凭借可靠的FinFET电晶体架构,具有最佳的效能、功耗效率、以及成本效益,相较于N5技术,其速度增快15%,功耗降低达30%,逻辑密度增加达70% ,也进一步扩增EUV的使用,预计将在2022年下半开始量产。

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