受疫情影响,台积电2022年技术论坛依旧选择在线举行。《国际电子商情》第一时间整理了本次技术论坛的几大重点板块,涉及:7nm至2nm先进工艺、产能现状、包括射频/连网性、CMOS影像感测、MEMS和电源管理芯片在内的特色工艺规划等。
过去的两年里,新冠肺炎疫情加速了全球数字化转型进程,影响渗透至各个产业。在这段时间里,科技的进步大幅地帮助和改变了企业及人们的工作方式,距离不再成为限制。无论是人工智能、5G、还是即将到来的6G技术,新世界已经重新定义了自动驾驶、数字医疗、数字货币、高性能计算(HPC)、气候变迁等领域。gmresmc
台积电总裁魏哲家日前在台积电2022年技术论坛上发表主题演讲时称,“仅在去年一年里,我们就见证了半导体经济架构的根本转变”。例如随着人们对边缘设备智能性和数据中心大规模运算能力的需求越来越高,高能效、低能耗、功率效率变得尤为重要。同时,为了实现更优异的系统级性能,3D IC在市场上的机会也将同步增长。Allied Market Research预计,在2022年至2030年之间,3D IC市场的复合年增长率将超过20%。gmresmc
他援引Gartner的数据称,半导体产业营收增长率超过25%。该趋势预计将在接下来的十年里持续下去,从而在2030年达到年营收1万亿美元的规模。gmresmc
但魏哲家同时指出,其实早在疫情之前,出于地缘政治的考虑,不少企业就已经开始将供应链的弹性视为比成本更重要的因素,只不过疫情加速了这个趋势。因此,转向增加库存成为企业普遍的做法,以尽量减少供应中断,并越来越倾向于更本地化的供应链。 gmresmc
另一方面,结构性增长导致了先进和成熟工艺制程供不应求。成熟工艺制程的成本结构现在反映了尖端技术的情况,在这种情况下,产能扩张意味着必须扩建新的晶圆厂。gmresmc
《国际电子商情》也在第一时间整理了本次技术论坛的几大重点板块,涉及:7nm至2nm先进工艺、产能现状、包括射频/连网性、CMOS影像感测、MEMS和电源管理芯片在内的特色工艺规划等。gmresmc
从透露出的信息来看,2018-2022年,台积电先进制程产能的年复合成长率为70%,2022年5nm产能会是2020年(量产首年)四倍以上;特色工艺产能占台积电成熟制程产能的比重将会从2018年的45%提升至2022年的63%,与2021年相比,2022年12寸晶圆的特色工艺产能会成长14%;EUV机台总数量占全球EUV机台的55%。gmresmc
与此相对应的是,过去三年中,台积电的资本支出增加了超过一倍,从2019年低于150亿美元,增加至2021年的300亿美元,再到2022年的400-440亿美元,主要是为先进工艺制程、成熟工艺制程和3DFabric建置产能。 gmresmc
在新晶圆厂规划方面,在建中的南京28纳米晶圆厂预计于今年第四季度开始量产;美国亚利桑那州的晶圆厂正在兴建当中,预计于2024年量产5纳米工艺;日本熊本工厂正在扩厂建设,用以提供12/16纳米和28纳米家族技术的晶圆制造服务,来满足全球市场对特殊工艺的强劲需求,预计于2024年开始量产。gmresmc
而在台湾本地,台南Fab 18第五、六、七、八、九期将成为3nm制程生产基地;新竹Fab 20将成为2nm制程生产基地;位于高雄的Fab 22将增加7nm和28nm产能,预计于今年下半年动工,2024年投入量产。gmresmc
先进封装方面,目前,台积电在竹南拥有一座3DFabric的全自动化工厂,将先进测试、SoIC和InFO/CoWoS运作整合在一起。根据规划,台积电已经在2022年开始了SoIC芯片堆栈制造,并计划在2023年开始3DFabric的全面运作。产能方面,预计其2022年先进封装产能将比2018年扩大3倍,并在2026年将产能扩大到20倍以上。gmresmc
以稳定和可预测的速度提供领先业界的技术发展,强化每个工艺技术的性能、功耗和密度(PPA),同时保持设计规则的兼容性,以实现硅IP的再利用,是台积电在先进工艺方面设定的目标。gmresmc
gmresmc
图源:TSMCgmresmc
台积电7nm工艺在2018年进入量产阶段,覆盖智能手机、CPU、GPU和XPU、射频和消费电子等多个应用领域,预计到2022年底以前,产品设计定案的累积数量将超过400个。gmresmc
今年是台积电5nm技术进入量产的第三年,智能手机、5G、AI、网络和高性能计算产业是其主要应用领域,公司大量生产的经验不仅应用于良率的提高,还应用于性能、设计规则和芯片密度的提升,预计到今年年底将有超过150个产品设计定案。 gmresmc
目前,台积电已经将N4、N4P和N4X技术加入5纳米家族,有望为即将到来的5纳米产品提供持续的PPA升级。数据显示,从N5到N4X,产品性能提升了15%,芯片密度提高了6%,并同时保持了设计规则的兼容性,以实现设计再利用、更多功能和更佳的规格提升。 gmresmc
2021年,在16FFC、N7基础上,台积电还面向汽车产业应用升级推出了最先进的N5A汽车平台计划,相关设计生态系统预计在今年第三季度通过AEC-Q100 Grade-2等级认证。gmresmc
台积电3纳米工艺技术将继续采用FinFET半导体结构,并认为此工艺的性能和技术成熟度最能够满足产业的需求。目前来看,N3工艺正按计划顺利推进,将于2022年下半年量产,N3E将于2023年下半年量产。 gmresmc
考虑到减少鳍片数量对提升PPA至关重要。今年,台积电在3纳米技术基础上推出了TSMC FINFLEX这一创新型突破架构,它结合了工艺制程和设计的创新,提供了极致的设计弹性,在高性能和低功耗两者间实现了完美的平衡。gmresmc
gmresmc
图源:TSMCgmresmc
通过在一个设计区块中混合不同的组件高度,FINFLEX架构将3纳米家族技术的产品性能、功率效率和密度进一步提升,让芯片设计人员能够在相同的芯片上利用相同的设计工具来选择最佳的鳍结构支持每一个关键功能区块,分别有3-2鳍、2-2鳍、以及2-1鳍结构可供选择:gmresmc
这样的设计,使N3E实现了从N5的全一代微缩,为移动和HPC应用提供了完整的平台支持,并将具有更强的性能、功率和较低的工艺制程复杂性。但这种新模式需要新的设计规则和新的布局。台积电一直在与电子设计自动化伙伴合作,确保所有主要EDA工具都经过认证,并针对FINFLEX架构进行了优化。gmresmc
在过去的15年中,台积电一直在研究纳米片(nanosheet)晶体管,并坚信N2是导入纳米片晶体管的合适工艺制程。gmresmc
由于纳米片晶体管具有卓越的低Vdd性能,N2在正常Vdd及相同的功耗下,性能提高了15%,在较低的Vdd(0.55V)下,优势扩大到26%。在纳米片晶体管和设计技术协同优化(DTCO)的帮助下,相较于N3E,N2在相同功耗下的速度提升了10-15%,在相同速度下功耗降低25-30%。目前,N2的开发按计划顺利推进,预计于2025年量产。 gmresmc
在N2之后,台积电的创新将集中在新型晶体管结构、新材料、持续微缩和新导体材料等方面。例如,多年来,标准半导体架构的演变已经从平面式晶体管转至鳍式场效晶体管(FinFET),并将再次发展到纳米片晶体管。甚至在纳米片之外,未来也还有许多可能的方向,包括CFET(垂直堆栈的nFET和Pfet)。除此之外,台积电还期待在2D材料、1D碳纳米管等方面实现突破,在不断微缩的同时,克服芯片移动性方面的挑战。 gmresmc
为了积极解决关键工艺制程的间距缩小问题,从N7+开始,台积电开始采用EUV曝光设备和多重曝刻技术,并预计在2024年引进High-NA EUV曝光设备,以开发客户所需的相关基础架构和曝刻解决方案,以支持创新。 gmresmc
近年来,台积电在特殊技术的投资的复合年增长率超过64%,几乎是过去投资速度的三倍。在接下来的几年内,台积电预计会进一步扩增特殊工艺产能,到2025年,特殊工艺产能增加近50%。gmresmc
最能说明特殊技术需求增长的是智能手机和汽车。gmresmc
智能手机将通过更多的传感器获得更多的功能,在不同的频段有更多的射频/Wi-Fi连接,为新的和独特的应用提供更先进的信号处理,以及越来越多的PMIC或电源IC。gmresmc
gmresmc
图源:TSMCgmresmc
随着汽车变得更智能,除了传统的微控制器之外,它们还需要更多的传感器、雷达和联网性,电动车还需要更多的电源管理IC。gmresmc
gmresmc
图源:TSMCgmresmc
继N12e工艺之后,台积电宣布的下一代物联网平台是N6e。N6e以先进的7纳米技术为基础,将为物联网应用带来更加节能的运算能力。相较于22ULL,N12e可以提供约1.7倍的闸密度,而N6e将是N12e的3倍左右。 gmresmc
先进的射频产品需要更高效能和低功耗的运算能力。相较于N16 RF,N6RF的功耗降低49%,面积减少55%,能够完全抵消Wi-Fi 7增加的功耗/面积需求。 gmresmc
以MRAM和RRAM为代表的新型嵌入式内存技术,已经在22纳米和40纳米工艺上投产,下一代12RRAM技术预计将在2023年底前完成。其中,40RRAM的生产自2022年第一季以来持续在进行当中,在40纳米和22纳米工艺上都有多款客户产品设计定案;22MRAM目前正在生产,以支持物联网/穿戴式应用;而16MRAM则预计在2022年进行消费电子应用认证,在2023年进行汽车应用认证。 gmresmc
台积电相信CMOS影像感测的未来在于多晶圆混合堆栈。利用这一先进的晶圆堆栈整合技术,客户可以解决像素缩放的问题,同时在传感器旁边整合更多的节能运算能力。 gmresmc
在5G、人工智能和AR/VR的推动下,许多新的应用对更高分辨率和更低功耗的需求与日俱增。台积电μDisplay on silicon技术可以提供高达10倍的像素密度,以实现例如AR和VR中使用的近眼显示器所需的高分辨率。 gmresmc
尽管当前单一芯片可以整合超过500亿个晶体管,然而这还是无法满足超大规模运算的超高效能需求,以解决癌症和气候变迁相关应用带来的挑战。为了实现这样的运算能力,有效地整合许多小芯片成为新的设计趋势。 gmresmc
3DFabric是台积电推出的系统整合解决方案,结合了硅芯片技术、TSMC-SoIC芯片堆栈平台、以及整合型扇出(InFO)和CoWoS先进封装平台。其SoIC芯片堆栈晶圆(CoW)开发从具有9微米键合间距的N7-on-N7堆栈开始,并已经开始通过N7-on-N7 SoIC-CoW工艺进行生产,随后是更先进的硅节点和更细的键合间距。一个成功案例来自AMD,在采用SoIC-CoW技术后,他们成功将SRAM堆栈成世界上第一个基于SoIC的CPU的3级高速缓存,见证了显著的效能提升。gmresmc
gmresmc
图源:TSMCgmresmc
下一步,台积电还计划与客户和DRAM伙伴积极合作,确保在HPC和移动应用中分别为CoWoS和InFO-PoP/InFO_B提供强大的高带宽内存(HBM)和低功耗DDR整合。 gmresmc
微信扫一扫,一键转发
关注“国际电子商情” 微信公众号
国际电子商情24日讯 韩国学术界和产业界的专家近日提议,效仿台积电(TSMC)的成功模式,在韩国建立一家“韩积电”(KSMC,韩国积体电路制造公司)。这一构想旨在扶植一个完整的半导体生态系统,以应对韩国半导体行业面临的多重挑战,并在全球半导体市场中占据更有利的竞争位置。
国际电子商情24日讯 在美国即将结束拜登政府任期之际,对中国芯片产业发起了新一轮301条款贸易调查,这一行动预示着可能对来自中国的芯片征收额外关税。这些芯片广泛应用于汽车、洗衣机和电信设备等日常用品,对全球供应链具有深远影响……
美国商务部长认为,在半导体竞赛中,阻碍中国的发展是“徒劳的”。美国半导体产业要想保持领先地位,应更多地关注国内创新投资……
面对技术封锁和地缘政治挑战,俄罗斯正积极寻求独立发展相关技术。国际电子商情20日从外媒获悉,俄罗斯计划自主开发EUV光刻机,目标是制造出比ASML光刻机更经济、更易于制造的设备……
国际电子商情19日讯 深圳市工业和信息化局近日发布了《深圳市打造人工智能先锋城市的若干措施》,标志着深圳在人工智能领域的发展迈入新阶段……
在全球AI技术竞赛加剧的背景下,美国政府日前宣布了一项新政策,指定谷歌、微软等主要云服务提供商为全球AI芯片分销的“守门人”。
国际电子商情16日讯 近日,俄罗斯最大的军用芯片制造商之一——Angstrom-T晶圆厂因无力偿还巨额债务,在本月宣布破产……
国际电子商情13日讯 安森美(onsemi)日前宣布了一项重大战略举措,以1.15亿美元收购Qorvo公司的碳化硅结型场效应晶体管(SiC JFET)技术业务及其子公司United Silicon Carbide。
国际电子商情12日讯 蔡司(ZEISS)本月宣布了一项战略性收购,成功将瑞士高科技公司Beyond Gravity的光刻部门纳入旗下,并计划将其整合到蔡司的半导体制造技术部门(ZEISS SMT)。
国际电子商情10日讯 日本NAND Flash大厂铠侠(Kioxia)周一确定了其首次公开募股(IPO)的发行价已确定为每股1455日元,这一价格位于其初步定价范围(1390-1520日元)的中间位置。
德国汽车制造巨头大众集团正在全球范围内进行业务重组,而这一战略调整的焦点落在了全球最大的汽车市场——中国。国际电子商情10日从德媒体获悉,大众集团不仅考虑出售其在南京的工厂,还可能进一步出售开工率不足的其他工厂……
马耳他,这个地中海的岛国,近日宣布了一项重要投资计划:向马耳他大学注资800万欧元(约合850万美元),用于建立一个新的半导体专业中心。
2024年第三季度,中国大陆云基础设施服务支出达到102亿美元,同比增长11%,重回两位数增长。
2025年半导体制造市场五大展望
12月20日,上海市政府发布公告,华虹集团党委书记、董事长张素心正式离任,由上海联和投资有限公司党委书记、董事
欧盟委员会发布《2024年欧盟工业研发投资记分牌》(The2024EUIndustrialR&DInvestmentScoreboard),谷歌母公司
随着全球半导体产业竞争的加剧,欧洲逐渐意识到自身在芯片制造和封测领域的短板,纷纷出台措施以提升产业链自主
2024年,半导体行业已经出现分化,消费电子、汽车和工业市场表现持续疲软,而人工智能领域的发展继续推动GPU和高
近日,芯片制造领域传来重大消息:Rapidus开始安装ASMLEUV光刻机,成为首家接收EUV光刻设备的日本半导体公司。
品牌战略管理咨询公司英图博略(Interbrand)日前发布《2024中国最佳品牌》榜单。
为抢抓半导体与集成电路产业重大发展机遇,深圳市龙华区政府印发了《关于支持半导体与集成电路产业发展若干措
这标志着非美国公司首次在服务器市场排名中位居榜首。
根据TrendForce集邦咨询最新调查,2024年VR与MR头戴装置出货量约为960万台,年增8.8%。
据TrendForce集邦咨询最新OLED技术及市场发展分析报告,由于陆系笔记型电脑品牌大规模采购,预计2024年OLED笔电
可实现电信、数据中心和专业音频/视频设备市场的无缝集成。
最近,Rambus推出了业界首个HBM4控制器IP,这一里程碑式的产品进一步巩固了公司在内存接口技术的前沿地位。该控
喆塔科技与国家集成电路创新中心共建“高性能集成电路数智化联合工程中心”签约揭牌仪式圆满举行
专为下一代智能可穿戴设备、无线耳机、医疗设备和物联网应用而设计。
我国的高质量发展,源自于国家政策与市场需求的双方面驱动。顺应“新质生产力”建设的巨大需求,集成电路产业正
联想手写笔Pro搭载了汇顶科技新一代的主动笔驱动芯片,为消费者带来更流畅自然的书写体验。
在2024德国慕尼黑国际电子元器件博览会上,创实技术展示了包括用于助听器、电源管理芯片等领域的高性能电子元
泰凌微电子获蓝牙 6.0 认证,助力蓝牙技术拓展与应用升级
泰凌微电子:国内首家获得Zigbee PRO R23 + Zigbee Direct认证的芯片公司
2024年11月20日,由全球高科技产业研究机构TrendForce集邦咨询以及旗下全球半导体观察主办的“MTS2025存储产
此次合作旨在大幅提升成本、能效、驾驶体验和车辆续航里程。
据TrendForce集邦咨询分析,截至2023年,全球传统乘用车中LED头灯的普及率已达72%,而在电动汽车领域,这一比率更是
点击查看更多
北京科能广告有限公司深圳分公司 版权所有
分享到微信
分享到微博
分享到QQ空间
推荐使用浏览器内置分享
分享至朋友圈