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。

(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。

N6RF技术方面，台积电将先进的N6逻辑制程所具备的功耗、效能、面积优势带入到5G射频(RF)与WiFi 6/6E解决方案。相较于前一代16nm射频技术，N6RF 电晶体的效能提升超过16%。此外，N6RF针对6GHz以下及毫米波频段的5G射频收发器提供大幅降低的功耗与面积，同时兼顾消费者所需的效能、功能与电池寿命。台积电N6RF制程亦将强化支援WiFi 6/6E的效能与功耗效率。

台积电也首次发表N6RF制程，将先进的N6逻辑制程所具备的功耗、效能、面积优势带入到5G射频(RF)与WiFi 6/6E解决方案。相较于前一世代的16奈米射频技术，N6RF 电晶体的效能提升超过16%。此外，N6RF针对6GHz以下及毫米波频段的5G射频收发器提供大幅降低的功耗与面积，同时兼顾消费者所需的效能、功能与电池寿命。台积电N6RF制程亦将强化支援WiFi 6/6E的效能与功耗效率。

先进的3D封装技术：3DFabric

作为全球最强大的芯片代工厂，台积电在芯片封测环节的技术实力同样不可小觑。在台积电看来，先进封装技术是进一步扩大密度的关键，而3D封装技术是前进的最佳途径。

目前，台积电在其晶圆级3DIC技术中已经拥有强大的3D封装技术组合，例如基片上晶片(CoWoS)，集成扇出(InFO-R)，晶片上晶片(COW)和晶片晶圆上(WoW)。本次会议上，台积电宣布，将旗下系统整合晶片(SoIC)、整合型晶圆级扇出封装(InFO)、基板上晶圆上晶片封装(CoWoS)等先进封装技术大整合，命名为“3DFabric”，该技术将小芯片、高带宽内存和专用IP捆绑在一起，构成了异构封装。台积电持续扩展由3D矽堆叠及先进封装技术组成的完备3DFabric系统整合解决方案。台积电预计，2022年底将有5座“3DFabric”专用晶圆厂。

全球缺芯潮下，作为全球最大的芯片代工厂，台积电2020年却是赚的盆满钵满。在此前公布的2020年财报数据中透露信息显示，公司2020财年年报显示，2020财年全年归属于普通股东净利润为5178.85亿新台币，同比增长46.32%，营业收入为1.34万亿新台币，同比增长25.17%。原因是全球对智能手机、高性能计算设备和物联网的需求强劲。

从细分市场分布来看，智能手机是贡献2020年台积电营收最多的产品类别，较2019年增长23%;数据中心(高效能运算)订单年增39%，是需求成长最强劲的类别;物联网营收年增率28%，首次营收贡献跨过千亿新台币大关;车用电子受客户保守下单影响，2020年逆势衰退7.4%，这可能体现了今年的车用半导体缺货效应的成因。从近期全球芯片市场的火爆程度来看，台积电订单量激增，产能满载，未来极有可能继续创下新高峰。