臺(tái)積電在7nm工藝節(jié)點(diǎn)上，領(lǐng)先于三星和Intel是既定事實(shí)。而且這個(gè)優(yōu)勢也延續(xù)到了當(dāng)前已大規(guī)模量產(chǎn)的5nm工藝，以及大概率5nm衍生出的4nm，和下一代3nm工藝節(jié)點(diǎn)上。MRnesmc

當(dāng)前三個(gè)尖端工藝foundry廠，在工藝節(jié)點(diǎn)邁進(jìn)上已經(jīng)產(chǎn)生了較大的分歧。MRnesmc

在Intel的第三代10nm工藝改名之后，Intel 7工藝的下一個(gè)迭代節(jié)點(diǎn)是Intel 4，后續(xù)是Intel 3、Intel 20A和Intel 18A。Intel 3恐怕是趕不上與另外兩家3nm工藝的競爭了。MRnesmc

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本表僅供參考，發(fā)貨時(shí)間節(jié)點(diǎn)需以最終產(chǎn)品為準(zhǔn)MRnesmc

而在三星這邊，2019年三星原本規(guī)劃7LPP之后的下一個(gè)完整節(jié)點(diǎn)是3nm GAA（而5nm在三星的工藝路線中屬于半代工藝）；但后來三星對(duì)這一規(guī)劃做了更新，7LPP之后的完整迭代改做4LPE。所以4nm成為三星接下來一段時(shí)間的發(fā)展重點(diǎn)。當(dāng)然三星在3nm節(jié)點(diǎn)率先采用GAA結(jié)構(gòu)的晶體管，也是如今熱議的焦點(diǎn)。MRnesmc

臺(tái)積電的路線是目前最正的，N7->N5->N3是為完整迭代的幾個(gè)工藝節(jié)點(diǎn)，步子也邁得相當(dāng)穩(wěn)??；當(dāng)然其中作為同代節(jié)點(diǎn)增強(qiáng)或演進(jìn)的N6、N4等發(fā)展也挺順?biāo)?。不過這其中的變數(shù)，最近似乎又多了一些。MRnesmc

臺(tái)積電N3工藝目前進(jìn)展

分析機(jī)構(gòu)SemiAnalysis的消息稱，臺(tái)積電N3工藝可能目前正在遭遇良率不及預(yù)期，金屬堆棧性能不佳，以及造價(jià)昂貴的問題，應(yīng)當(dāng)是趕不上明年的iPhone 14了。N3的出貨時(shí)間基本在2023年第一季度。MRnesmc

10月月中，臺(tái)積電就其工藝做了一些重要發(fā)布，包括缺芯及其N3工藝的進(jìn)展。臺(tái)積電CEO魏哲家表示，2022年下半年N3將進(jìn)入大規(guī)模量產(chǎn)，但預(yù)計(jì)N3產(chǎn)生的營收要到2023年第一季度才會(huì)表現(xiàn)出來，畢竟轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品還是需要一個(gè)周期。大規(guī)模量產(chǎn)和出貨時(shí)間的確還是有時(shí)間差的，出貨才能轉(zhuǎn)為營收。MRnesmc

在大規(guī)模量產(chǎn)之前，一般都會(huì)有個(gè)風(fēng)險(xiǎn)生產(chǎn)（risk production）階段。實(shí)際上10月月中臺(tái)積電還是在說，N3風(fēng)險(xiǎn)生產(chǎn)計(jì)劃在2021年——今年其實(shí)也就剩下不多的時(shí)間了。起碼這個(gè)消息表明，10月之時(shí)N3的風(fēng)險(xiǎn)生產(chǎn)還沒有開始。MRnesmc

如此看來，從N5和N3工藝的出貨起始點(diǎn)，中間隔了大約兩年半。從晶圓出貨的角度來看，實(shí)際上N3可能延后了大約6個(gè)月。這與N3工藝更高的復(fù)雜度是有莫大關(guān)聯(lián)的。MRnesmc

在EUV極紫外光刻的使用上，N3針對(duì)每片晶圓大約需要用到30-35次EUV曝光。以臺(tái)積電當(dāng)前的EUV光刻機(jī)保有量，以及輸出能力，N3每月可達(dá)成的產(chǎn)量大約是15000片wafer。這還沒有考慮到光刻以外步驟的復(fù)雜性。從這個(gè)角度來說，N3工藝制造周期也會(huì)比N5更久，延后似乎也順理成章。MRnesmc

SemiAnalysis的分析預(yù)計(jì)，N3 wafer的成本每片會(huì)超過20000美元。MRnesmc

N3之后的N3E

在N3之后1年，臺(tái)積電N3E大約會(huì)隨之而來。如文首所述，在完整迭代工藝之外，當(dāng)前的foundry廠普遍還會(huì)推半代工藝（或說針對(duì)現(xiàn)有公司的BKM更新），6nm、4nm都是這樣的產(chǎn)物（三星4nm工藝是一個(gè)完整迭代的節(jié)點(diǎn)）。MRnesmc

臺(tái)積電針對(duì)完整節(jié)點(diǎn)的命名規(guī)則，通常會(huì)先有個(gè)工藝性能增強(qiáng)版，爾后再在工藝數(shù)字上做文章。比如說N5工藝，隨之而來的就有N5P，以及后面的N4。MRnesmc

從最新的消息來看，N3之后的增強(qiáng)版叫做N3E。魏哲家表示，N3E作為增強(qiáng)版制造工藝，會(huì)有更好的性能、功耗表現(xiàn)和生產(chǎn)效益。N3E量產(chǎn)會(huì)在N3工藝1年以后。N3E的大部分設(shè)計(jì)規(guī)則都與N3相似；成本上兩者差不多，“但我相信客戶能夠享受到更好的生產(chǎn)效益、良率，以及晶體管性能。”MRnesmc

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2nm時(shí)代的不確定性

我們認(rèn)為，直到N3/N3E之時(shí)，臺(tái)積電在制造技術(shù)上的優(yōu)勢仍然是存在的。這一時(shí)期臺(tái)積電的主要競爭對(duì)手，三星3nm工藝存在著相當(dāng)?shù)牟淮_定性。這一點(diǎn)我們在《電子工程專輯》的技術(shù)解讀文章中已經(jīng)做過一些分析。后續(xù)我們會(huì)對(duì)3nm在技術(shù)層面做進(jìn)一步的前瞻解析。MRnesmc

但N3以后的發(fā)展可能存在更大的不確定性。去年年初，Intel曾在摩根士丹利會(huì)議上承認(rèn)暫時(shí)失去在芯片制造工藝方面的優(yōu)勢地位，到5nm時(shí)代才能重回領(lǐng)導(dǎo)地位。在此之后，Intel又宣布了7nm計(jì)劃延后。那個(gè)時(shí)候Intel的工藝還沒有改名。現(xiàn)在7nm已經(jīng)改名為Intel 4；而原計(jì)劃的5nm則已經(jīng)改名為Intel 20A（A是埃米的意思）。這次改名總算是在命名上，讓Intel站在了臺(tái)積電、三星的同一起跑點(diǎn)。MRnesmc

如果Intel技術(shù)進(jìn)度不變，則理論上Intel需要在20A（或者傳統(tǒng)意義上的2nm）節(jié)點(diǎn)上重回昔日地位。MRnesmc

當(dāng)然口說肯定是無憑的，不過臺(tái)積電N3工藝某種程度上的延后，對(duì)其后續(xù)與三星和Intel在2nm節(jié)點(diǎn)上的競爭是有影響的。三星和Intel也都期望，并表達(dá)過2nm能夠在技術(shù)上取得領(lǐng)先優(yōu)勢。這對(duì)這兩家foundry廠而言自然是機(jī)會(huì)。MRnesmc

魏哲家近期評(píng)論2nm工藝時(shí)提到：“2025年，我們的2nm技術(shù)在密度和性能方面都將是最具有競爭力的。”那么我們知道，計(jì)劃中臺(tái)積電2nm工藝會(huì)在2025年到來。MRnesmc

三星上個(gè)月月初也談到了自家的2nm工藝，表示其2nm工藝大規(guī)模量產(chǎn)的時(shí)間在2025年下半年。而且三星在2nm節(jié)點(diǎn)上相比臺(tái)積電和Intel都有個(gè)優(yōu)勢，即因?yàn)槠?nm工藝就已經(jīng)開始采用GAAFET晶體管，就能為2nm工藝提供相當(dāng)好的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)；三星Foundry業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人Siyoung Choi說，2nm將是三星的第三代GAA工藝技術(shù)。這樣的先發(fā)優(yōu)勢是臺(tái)積電沒有的。MRnesmc

而Intel 20A工藝此前宣布的時(shí)間似乎還早于2025年。Intel 2025年下半年規(guī)劃將要量產(chǎn)的是Intel 18A。當(dāng)然我們現(xiàn)在尚不清楚到時(shí)這幾家的2nm工藝是否能放到一起比較，以及沒有考慮foundry廠普遍愛放衛(wèi)星的傳統(tǒng)...MRnesmc

不過市場有這樣的變化，才能持續(xù)盤活。實(shí)際上以foundry廠的傳統(tǒng)，現(xiàn)在談2025年真的為時(shí)過早，中間更多技術(shù)、工程上的變數(shù)還會(huì)很多。往后的尖端制造工藝，大概是一盤誰也沒有底氣說自己穩(wěn)贏的棋局。MRnesmc