臺積電、Samsung與Intel在先進制程發(fā)展的競爭關(guān)系備受市場矚目。過去先進制程發(fā)展除了解決微縮閘極寬度上的困難外,EUV光刻機設(shè)備性能也是關(guān)鍵影響因素之一;能夠達成Immersion機臺的單位時間晶圓處理量與穩(wěn)定度,才能確實發(fā)揮納米節(jié)點微縮對晶圓制造成本與技術(shù)精進的綜效優(yōu)勢。

從2019年7月17日ASML公布的財報顯示,EUV光刻機數(shù)量持續(xù)增加,新型號NXE 3400C在晶圓處理的速度方面WPH(Wafer Per Hour)已經(jīng)可以每小時處理170片晶圓,達到過去Immersion機臺水平。

在光刻機符合量產(chǎn)規(guī)劃的需求下,臺積電、Samsung與Intel在先進制程的時程規(guī)劃上也將更為激烈,無一不期望在競爭關(guān)系中勝出。

臺積電時程規(guī)劃領(lǐng)先業(yè)界并積極備妥產(chǎn)能

從2019年7月18日臺積電法說會上可看到,雖然對2019下半年的半導體趨勢而言,臺積電做出整體晶圓代工產(chǎn)業(yè)總值衰退1%的估算,但對先進制程未來持續(xù)性成長需求仍深具信心。

現(xiàn)有量產(chǎn)的7nm節(jié)點除了在手機、HPC業(yè)務占比持續(xù)提升外,也搭上深具話題性的5G相關(guān)芯片需求,包括聯(lián)發(fā)科的業(yè)界首款5G手機SoC、海思的Balong 5000 5G調(diào)制解調(diào)器芯片、Qualcomm的5G調(diào)制解調(diào)器芯片X55等,持續(xù)推動先進制程的投片力道,預估臺積電7nm的月總產(chǎn)能在2019年第四季將超過100K,產(chǎn)能利用率也可望維持在90%以上。

在5nm制程方面,臺積電的發(fā)展速度領(lǐng)先業(yè)界,預計于2020年第一季量產(chǎn)。與客戶的合作關(guān)系緊密,包括Apple、海思的手機AP需求,AMD下一代CPU處理器,以及Qualcomm在2020年推出的旗艦手機AP,都可能是臺積電5nm的潛在客戶;若按照主力各戶群的投片預測來估算,5nm月總產(chǎn)能規(guī)劃至2020年底前可能上看60~70K,其發(fā)展速度與7nm制程相當。

至于3nm制程,雖然受到新建廠房進度而可能稍微延遲至2022年后量產(chǎn),但根據(jù)過往臺積電的研發(fā)規(guī)劃,在量產(chǎn)廠生產(chǎn)前其實研發(fā)產(chǎn)線已有部分出貨給客戶的能力,所以在2021下半年推出3nm產(chǎn)品并無不可能,也不至在時程上落后Samsung。無論在技術(shù)發(fā)展或供應市場需求的產(chǎn)能規(guī)劃上,都可望持續(xù)助益臺積電的領(lǐng)先地位。

Intel步調(diào)保守力求穩(wěn)定發(fā)展

Intel過去在制程技術(shù)上一直居于領(lǐng)先地位,然而在10nm節(jié)點遇到開發(fā)上的困難與產(chǎn)能分配問題,導致在先進制程的時程圖規(guī)劃上落后臺積電與Samsung。

由于Intel在開發(fā)10nm節(jié)點時對EUV的規(guī)劃偏向保守,在ASML首波EUV機臺供應客戶清單中占比很少,絕大多數(shù)為臺積電購買,也所以讓Intel在EUV光刻機的調(diào)機階段時間拉長,加上既有量產(chǎn)產(chǎn)品與研發(fā)需求互搶產(chǎn)能的情況下,影響先進制程規(guī)劃。

目前10nm產(chǎn)品已追上量產(chǎn)進度,預計在2019年第四季供貨,而7nm節(jié)點則規(guī)劃至2021年量產(chǎn),并延續(xù)7nm推出優(yōu)化版本7+和7++,發(fā)展步調(diào)穩(wěn)健,5nm計劃則可能落在2023年后。

Samsung加速時程緊咬臺積電

Samsung在先進制程上追趕臺積電的腳步積極。由于Samsung決定直接開發(fā)7nm EUV方案,從官方Roadmap顯示,7nm EUV已于2019年第二季量產(chǎn);然而客戶以自家手機AP芯片及IBM的Power系列芯片為主,其他外部客戶尚在評估下單狀況,故7nm月產(chǎn)能至2019年底可能規(guī)劃10~15K左右。

在5nm部分,雖然7nm全面EUV化,在曝光顯影制程的EUV調(diào)校上能有經(jīng)驗優(yōu)勢;然而Samsung在制程節(jié)點上的細致化,從10、8、7~5nm皆有布局,令5nm量產(chǎn)時間可能不如預期快,估計量產(chǎn)時間落在2020下半年。

至于3nm制程節(jié)點,Samsung宣稱在2021年會推出采用GAA(Gate-All-Around)產(chǎn)品,或許將成為在時程上與臺積電正面對決的納米節(jié)點,然而后續(xù)能否如期推出,仍有待觀察。

結(jié)語

值得一提的是,從終端應用市場面向分析,3間發(fā)展先進制程廠商的商業(yè)模式略有不同:臺積電為純晶圓代工、Intel屬于IDM、Samsung則是兩種業(yè)務皆有涉略,所以未來的競賽結(jié)果或?qū)⑴c其客戶和產(chǎn)品線較有關(guān)聯(lián)性。Intel無疑仍以CPU與嵌入式GPU為主,臺積電與Samsung則透過代工AMD、NVDIA取得部分市場。

而手機AP則是臺積電與Samsung角力的主戰(zhàn)場,所以在先進制程發(fā)展上誰能獲得最大利益,或許仍取決于終端產(chǎn)品的銷售情形,不過若以客觀角度來看,臺積電手握CPU、GPU及手機AP與HPC等高端產(chǎn)品線,在時程規(guī)劃上若又能持續(xù)領(lǐng)先競爭對手,對于未來在先進制程市場拿下大多數(shù)份額,仍較具優(yōu)勢。