今年早些時(shí)候，臺(tái)積電宣布了280億美元的巨額投資，許多行業(yè)觀察家將這一增長(zhǎng)歸因于為準(zhǔn)備為英特爾和其他大客戶(hù)生產(chǎn)CPU的3納米產(chǎn)能。然而根據(jù)分析師的預(yù)測(cè)，情況并非如此 。
據(jù)分析師在本周早些時(shí)候的預(yù)測(cè)，目前，臺(tái)積電的N5產(chǎn)能約為每月55,000?60,000晶圓啟動(dòng)（WSPM）。鑒于臺(tái)積電無(wú)法再為華為的海思半導(dǎo)體提供服務(wù)，該晶圓代工廠的主要和最大的N5客戶(hù)是蘋(píng)果公司，該公司利用這項(xiàng)技術(shù)為其最新產(chǎn)品生產(chǎn)了A14 Bionic和M1片上系統(tǒng)。蘋(píng)果是臺(tái)積電的主要客戶(hù)之一，可以盡早使用最新的工藝技術(shù)，并且是率先采用最新節(jié)點(diǎn)的公司之一。
預(yù)計(jì)今年晚些時(shí)候，臺(tái)積電的其他客戶(hù)（例如AMD和高通）將開(kāi)始使用制造商的N5制造工藝，屆時(shí)對(duì)該技術(shù)的需求將大大增加。分析師表示，為了滿(mǎn)足2021年及其后幾年對(duì)N5節(jié)點(diǎn)的需求，臺(tái)積電將把其資本支出的絕大部分用于擴(kuò)大N5容量。
分析師認(rèn)為，臺(tái)積電未來(lái)的N5容量將是當(dāng)前的兩倍，即達(dá)到110,000?120,000 WSPM，這實(shí)質(zhì)上意味著臺(tái)積電將在一年后擁有專(zhuān)門(mén)用于N5系列的GigaFab，其中包括N5，N5P，和N4技術(shù)。所有這些過(guò)程在設(shè)計(jì)規(guī)則，IP和SPICE級(jí)別上都是兼容的，這也是它們將在未來(lái)幾年中使用的技術(shù)。
臺(tái)積電的另一個(gè)長(zhǎng)節(jié)點(diǎn)將是其N(xiāo)3（3 nm）技術(shù)。與N5相比，N3工藝有望提供高達(dá)15％的性能提升（在相同的功率和晶體管數(shù)下），或高達(dá)30％的功耗降低（在相同的速度和晶體管數(shù)下），以及多達(dá)20％的性能提升。SRAM密度提高了％，邏輯密度提高了70％。臺(tái)積電預(yù)計(jì)N3將于今年晚些時(shí)候進(jìn)入風(fēng)險(xiǎn)生產(chǎn)，而批量生產(chǎn)預(yù)計(jì)在2022年下半年進(jìn)行。
請(qǐng)記住，再過(guò)一年將不再需要N3進(jìn)行批量生產(chǎn)（HVM），對(duì)于臺(tái)積電來(lái)說(shuō)，在2021年日歷上花大量的時(shí)間在N5上而不是在2022年為N3做準(zhǔn)備是合乎邏輯的。預(yù)計(jì)該公司今年仍將建設(shè)一條試驗(yàn)性的N3生產(chǎn)線，產(chǎn)能約為10,000?15,000 WSPM。
N3和N5節(jié)點(diǎn)都廣泛依賴(lài)于極紫外（EUV）光刻。為了擴(kuò)大N5的容量并裝備N(xiāo)3晶圓廠，TSMC將需要采購(gòu)并交付ASML的Twinscan NXE光刻機(jī)。EUV工具需要大約六個(gè)月的時(shí)間進(jìn)行校準(zhǔn)，因此臺(tái)積電的擴(kuò)展計(jì)劃必須非常精確，以確保在需要時(shí)準(zhǔn)確準(zhǔn)備好設(shè)備。
如今，臺(tái)積電（很大程度上在半導(dǎo)體行業(yè)）的主要不確定因素是英特爾的外包計(jì)劃。到目前為止，該公司已經(jīng)披露了將某些GPU和SoC外包給臺(tái)積電（TSMC）的計(jì)劃，并且相信這些芯片將使用臺(tái)積電（TSMC）的N5或N7節(jié)點(diǎn)制造。然而，目前尚不清楚這家芯片巨頭是否打算將其主流和高性能CPU的生產(chǎn)外包給臺(tái)積電。
從晶體管密度的角度來(lái)看，英特爾的10nm SuperFin制造工藝（約100 MT / mm?）可與臺(tái)積電的N7 +技術(shù)（約115 MT / mm?）相提并論，但英特爾自己的技術(shù)可能仍然更適合該公司。已為此節(jié)點(diǎn)量身定制了CPU。同時(shí)，臺(tái)積電的N5在晶體管密度（？170 MT / mm?）方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，這點(diǎn)尤其是在GPU方面是不容忽視的。當(dāng)英特爾在2023年有時(shí)準(zhǔn)備好采用其7納米技術(shù)（預(yù)計(jì)將使現(xiàn)有晶體管密度增加一倍）時(shí)，它仍將落后于臺(tái)積電的N3，這意味著英特爾將其中的一部分外包出去是有意義的。該公司向臺(tái)積電（TSMC）出售的產(chǎn)品，正是幾周前新任首席執(zhí)行官帕特里克·基辛格（Patrick Gelsinger）所說(shuō)的。
“出于工程資源/資本支出分配的利益，我們認(rèn)為英特爾不太可能在同一制程中同時(shí)進(jìn)行內(nèi)部和外部混合晶圓生產(chǎn)；因此，我們期望任何外包決策都將是二進(jìn)制結(jié)果（即，全部”，其他則什么也沒(méi)做），“ 分析師l在給客戶(hù)的說(shuō)明中寫(xiě)道?！辫b于臺(tái)積電在EUV技術(shù)和容量準(zhǔn)備方面顯然已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于英特爾，考慮到其目前的立場(chǎng)，我們預(yù)計(jì)英特爾的CPU外包將是前進(jìn)的最佳途徑?！?/p>
如果英特爾繼續(xù)計(jì)劃將其大部分產(chǎn)品外包給臺(tái)積電，以在2022年趕上AMD，那么該晶圓廠是否有足夠的能力服務(wù)于英特爾及其現(xiàn)有客戶(hù)還有待觀察，特別是保持請(qǐng)記住，由于AI，HPC和邊緣計(jì)算的大趨勢(shì)，與當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的需求相比，N3節(jié)點(diǎn)的需求可能更高。
從英特爾的財(cái)務(wù)角度來(lái)看，資本支出非常省錢(qián)，可以利用臺(tái)積電的制造能力來(lái)制造產(chǎn)品，同時(shí)專(zhuān)注于架構(gòu)創(chuàng)新，但對(duì)于英特爾的長(zhǎng)遠(yuǎn)未來(lái)而言，這可能并不是一個(gè)好的計(jì)劃。臺(tái)積電已經(jīng)比英特爾擁有更多的EUV經(jīng)驗(yàn)，并且在EUV生態(tài)系統(tǒng)中也具有一定的標(biāo)準(zhǔn)制定能力。如果英特爾不追趕潮流，那么它將持續(xù)很多年，并且將無(wú)法利用其卓越的制造工藝作為與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。