【專欄】台積電、三星、英特爾,半導體三雄先進製程爭霸戰,EUV掌握度成勝出關鍵
【專欄】台積電、三星、英特爾,半導體三雄先進製程爭霸戰,EUV掌握度成勝出關鍵

半導體先進製程投資龐大,1座月產能2萬片的晶圓廠,投資金額超過百億美金。

除了龐大資本支出的障礙外,技術能力更是一道難於跨越的障礙,必須累積多年經營晶圓廠生產的經驗,一步一腳印,方能跨過鴻溝。彎道超車,一蹴可及,現實上是難以實現。

目前全球有能力生產10奈米以下製程的半導體公司只有台積電、三星電子及英特爾三大公司。這三大半導體公司都有超過30年的半導體生產以及開發新製程的經驗,是行業中的佼佼者。

以2021年的營業額來看,三星電子半導體營業額為788億美元,英特爾營業額為747億美元(不計NAND營業額),台積電的營業額達568.2億美元,分居全球前三大。

從資本支出來看,預估2022年這三家公司的資本支出,三星電子晶圓代工部分約120億美元,英特爾約280億美元,台積電約420億美元。台積電的資本支出領先英特爾及三星電子,顯現台積電積極建立5奈米、3奈米產能,而且進度領先。

從先進製程的量產進度來看,目前台積電處於領先地位,台積電的7奈米、5奈米系列先進製程,不僅最早量產,而且良率、性能優越,因此訂單持續增加,台積電7奈米、5奈米系列的產能,全球第一。

台積電
圖/ 台積電

台積電預定今年下半年,將開始量產3奈米製程,目前已有蘋果公司、英特爾預定產能,他們將是台積電3奈米製程的首批客戶。台積電3奈米製程沿用「鰭式場效電晶體」(FinFET) 結構,沒有採用「全環繞閘極」(GAA)結構。

半導體製程從14/16奈米起,原本平面的「場效電晶體」(FET)結構,在技術上已無法使用。胡正明博士及其同事發明FinFET結構,將原本平面的FET結構,改成立體的FinFET結構,讓半導體製程可延續微縮,從14/16奈米、10奈米、7奈米,一路往下到5奈米。

進入3奈米,FinFET結構面臨較多的障礙,三星電子「大膽」採用GAA結構,而台積電則持續使用FinFET結構。不過台積電也有創新,在3奈米製程推出FinFlex技術,將3奈米製程的效能、功耗效率及密度等進一步提升。FinFlex讓IC設計工程師在設計IC時,有很大的彈性,藉由不同「鰭」數的組合,可以有高效能、低功耗、高密度等,不同的區塊,設計在同一顆IC內。

三星電子宣稱今年上半年將開始量產採用GAA結構的3奈米製程,三星今年的3奈米製程為第一代GAA(GAE (GAA Early)),2023年方會推出第二代GAA (GAA Plus) 3奈米製程,因此三星電子3奈米的實際量產時程應落在2023年。

三星電子力圖在3奈米超越台積電,盡管號稱上半年量產,不過三星電子似乎還沒有外部客戶下單,客戶們可能觀望三星電子的3奈米進入「真正」量產後,性能的表現再決定是否下單。高通、超微、輝達、聯發科等,皆已預定在台積電3奈米製程投片。

英特爾製程技術目前較台積電、三星電子落後,目前Intel 7(原10奈米)已進入量產,下一代的Intel 4(原7奈米),預計於今年下半年量產。

Intel 4(相當於台積電4奈米)是英特爾首度使用EUV(極紫外光)微影機的製程,也是英特爾在先進製程延宕多年後,終於奮力趕上,加入先進製程的第一梯隊。

intelligent manufacturing
圖/ unsplash

繼Intel 4後,英特爾宣稱將於2023年開始量產Intel 3 (相當於台積電3奈米),如果能實現,則僅稍落後於台積電的3奈米量產進度。

2024年上半年英特爾將量產Intel 20A (相當於台積電2奈米),這已經超越台積電的進度(台積電預定2025年量產2奈米製程)。尤有甚者,英特爾預定於2024年下半年量產Intel 18A,同一年推出兩代新製程,英特爾真是「厲害」。

從今年下半年算起,到2024年年底,短短2年半間,英特爾將推出Intel 4、Intel 3、Intel 20A、Intel 18A 4個新製程技術節點,這是何其艱難的任務,實現的難度很高。

英特爾今年下半年才開始在量產製程中使用EUV,英特爾使用EUV的經驗恐怕無法與台積電、三星電子比擬。英特爾執行長,一再強調英特爾將率先取得「高數值孔徑」(High NA) EUV,因此可以在先進製程節點的開發領先競爭者。

這好比是取得「倚天劍」「屠龍刀」後就可「號令天下」,然而若沒有一身「傲人的武功」光靠「神兵利器」是無法成為「武林第一人」。

「工欲善必先利其器」,微影設備是半導體重要的設備,晶片的電子線路皆必須使用微影設備。EUV微影設備是進入7奈米以下的製程節點,不可或缺的設備。EUV試生產的重要設備,EUV設備數量的多寡,攸關產能大小,EUV設備愈多,代表產能愈大。

目前台積電擁有全球最多的EUV,預估到今年底共有84台。三星電子急起直追,副會長李在鎔二度拜訪EUV供應商艾斯摩爾(ASML),希望能取得更多的EUV,預估到今年底可望共有51台EUV,不過部分EUV必須供DRAM廠使用。

英特爾是EUV的後進,雖然即起直追,到今年底EUV只有約有20台左右,因此開出的先進產能恐不敷應用。

ASML是全球EUV唯一的供應商。ASML於1984年,由荷蘭「飛利浦」與「ASMI」合資創立,因此與台積電有「裙帶關係」。「飛利浦」是台積電的創始大股東,同時也是技術提供者,因此台積電採購微影曝光設備時,皆會對ASML「特別照顧」。

2004年以前,ASML在微影曝光設備的市占率,落在尼康(Nikon)、佳能(Canon)之後。2002年是ASML的轉捩點,這一年,半導體製程進展到65奈米,往下發展時遇到瓶頸。193奈米波長的「深紫外光微影機」(DUV)已無法擔當製程節點往下發展的任務,當時主流的解決方案是發展157奈米波長的微影機,業界投資10億美元研發此設備。

2002年,台積電的林本堅博士在「國際微影討論會」提出「浸潤式微影技術」概念,將鏡頭浸潤在水中,利用水的折射,可將193奈米深紫外光,縮短到134奈米。當時只有ASML被林博士說服,與台積電共同開發浸潤式微影機,並於2003年年底推出原型機。

ASML掌握浸潤式微影設備先機,50奈米以下的製程節點皆必須使用浸潤式微影設備,ASML終於取得「微影設備」龍頭供應商的地位。台積電與ASML的深厚關係,與歷史淵源,使台積電能夠獲得ASML的全力支援。

2012年,ASML為了發展EUV及18吋晶圓的微影設備,邀請半導體公司投資,以籌措開發資金。英特爾、台積電及三星電子決定投資ASML。

英特爾投資25.09億歐元,取得ASML15%股權,同時承諾未來5年共投入2.76億歐元支持ASML研發計畫。

台積電投資8.38億歐元,取得ASML 5%股權,同時承諾未來5年共投入2.76億歐元支持ASML研發計畫。

三星電子投資5.03億歐元,取得ASML 3%股權,同時承諾未來5年共投入2.76億歐元支持ASML研發計畫。

在這三大半導體公司的支援下,ASML得以開發出EUV微影設備。不過ASML也沒虧待這三大公司,在ASML股價大漲之際,三大公司大量出脫持股,投資得到回報,同時也與ASML結下深厚的情誼。

台積電與ASML除了歷史淵源的情誼外,台積電也是ASML開發新設備的合作夥伴。從EUV機台的原型機、測試機等,都需要台積電試用,提供改良意見,沒有台積電的幫忙,ASML無法單獨完成EUV機器的開發。台積電是ASML的夥伴及客戶,兩者深厚的情誼是台積電很自然地可以得到ASML優先供應EUV的禮遇。

台積電預計於2024年取得ASML「高數值孔徑」EUV,用於開發客戶所需相關基礎設施,為進入2奈米製程鋪路。

艾司摩爾 ASML EUV全球技術培訓中心
圖/ 簡永昌攝影

台積電預計於2025年量產2奈米製程節點,採用GAA結構,此節點有兩項創[新,一為「奈米片電晶體」 (Nanosheet transistor),另一項為「背電軌」 (backside power rail)。

台積電2奈米N2製程節點,與3奈米N3E比較,在相同能耗下,N2比N3E快15%。在相同速度下,N2比N3E節省25-30%能耗。晶片密度N2為N3E的1.1倍以上。

7奈米、5奈米這兩個製程節點,台積電領先三星電子及英特爾,台積電囊括大部分的訂單。三星電子主要的客戶為高通及輝達,近來由於良率、性能問題,高通、輝達將下一代新產品轉向台積電下單。

3奈米是三星電子向台積電挑戰的「擂台」,早在2020年三星電子即宣稱將於2022年上半年量產3奈米GAE,今年初再次強調3奈米製程可於上半年量產,超越台積電。最新的消息是三星電子將於6月底前宣布開始量產3奈米製程,「一舉」超越台積電,成為先進製程的領先者。

三星電子「執著」在台積電之前開始量產3奈米晶圓,然而卻未傳出有外部客戶下單,初期的代工客戶為三星電子的系統IC部門。先前傳出三星電子3奈米製程良率僅10-20%左右,近期可能尚無法大幅改善。為了趕進度,只要良率有提升,就可宣布量產。三星電子這種「量產」,可能與台積電的「風險試產」階段相當。反正客戶是自家人,將之稱為「量產」又何妨。

三星電子的企圖心不容小覷,盡管現階段尚落後台積電一大段,然而三星電子資源豐碩,傾全力發展晶圓代工事業後勁十足,台積電決不可掉以輕心。

不過盡管三星電子再厲害,有一項鴻溝它無法跨越。三星電子不僅矢志在2030年超越台積電成為晶圓代工的一哥,同時它也立下成為系統IC的龍頭供應商,這會成為他與客戶競爭的局面。

英特爾先進製程的代工,最快從明年開始量產Intel 3開始,不過由於產能尚未開出,最可能的是等2024年亞利桑那州的Fab 52、Fab 62,產能開出後,也順利量產Intel 20A後,英特爾方能大舉進入晶圓代工市場。英特爾宣稱高通、輝達、IBM等重量級客戶承諾在英特爾下單。

英特爾必須克服的問題是Intel 20A,能否如期量產,個人的看法是如期量產的難度很高,而且良率可能不佳。

英特爾進入晶圓代工最大的障礙是成本很高,競爭力不足。其次是不熟悉晶圓代工運作模式,在生產排程、客戶服務方面,恐無法像台積電般那麼到位。最後為與客戶競爭問題,英特爾的產品有可能與晶圓代工客戶的產品競爭。

台積電、三星電子、英特爾三大半導體公司在晶圓代工市場的競逐,大家都投入大量的資源,鹿死誰手雖然尚在未定之天,不過台積電繼續蟬聯霸主的機會應是較大。

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責任編輯:傅珮晴、吳秀樺

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AI造浪席捲跨境電商!亞馬遜揭「科技、價值、信任」三大趨勢,引領台灣企業搶賺全球商機
AI造浪席捲跨境電商!亞馬遜揭「科技、價值、信任」三大趨勢,引領台灣企業搶賺全球商機

台灣有無數「隱形冠軍」和世界級的製造實力,在各大產業中閃閃發光。但面對全球供應鏈重組、消費習慣碎片化,以及近年生成式AI的爆發性成長,台灣企業該如何將優質的硬實力,轉化為知名的品牌力?

為了因應相關議題,協助台灣中小企業尋找突破口,2026亞馬遜全球開店博覽會以「AI造浪,品牌出海」為主軸,舉辦豐富的講座、實際體驗和諮詢服務,吸引眾多渴望轉型出海、對進軍全球市場有強烈企圖的企業和品牌,共同與會。

代理式AI崛起,重塑購物旅程、企業營運模式

在開場講座中,亞馬遜全球開店台灣總經理謝孜希首先以「從台灣到全球,AI時代品牌跨境突圍實戰」為題指出,跨境電商已經從過去的「流量競爭」,正式進入「數據和智能驅動」的根本性轉變,「AI不只是輔助工具,還在全面重塑消費者的購物旅程和企業的營運模式,尤其『代理式AI』(Agentic AI)的崛起,將成為品牌連結全球消費者的關鍵。」她進一步解釋,過去的AI像被動的指令接收器,人下指令、AI接著執行;但現在的代理式AI,更像企業的營運夥伴、顧客的購物助理,能主動分析市場、規劃策略、自動執行任務,並在找出消費者的喜好自動下單。

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亞馬遜全球開店台灣總經理謝孜希表示:「AI不只是輔助工具,還在全面重塑消費者的購物旅程和企業的營運模式,尤其『代理式AI』(Agentic AI)的崛起,將成為品牌連結全球消費者的關鍵。」
圖/ Amazon

在亞馬遜上,Agentic AI讓消費者從普及的應用AI來搜尋,再到比較決策、進而購買商品。比方說,亞馬遜的購物助理Rufus AI,能根據消費者的搜尋動作判斷意圖,主動推薦商品,這讓使用Rufus AI的消費者,購買轉換率可比未使用的消費者提升逾60%,目前已有超過3億、97%的活躍用戶,透過Rufus AI進行消費決策。此外,亞馬遜還推出「Interests」功能,即使顧客不主動搜尋,這個AI私人購物助理也會24小時不間斷地幫忙逛街,並根據個人偏好推送新品、降價資訊,最終成功讓近20%的用戶,將推薦商品加入購物車。

謝孜希特別提到,亞馬遜的「Buy for Me」功能,已經從「資訊代理」進化成「行動代理」。根據最新數據統計,可以由AI代為完成購物的跨平台商品,已經超過50萬件,「這代表電商正從『關鍵字經濟』,變成『興趣經濟』、『AI代理經濟』。」

在賣家端,AI同樣展現強大價值,謝孜希透露,目前已有高達90萬名賣家導入亞馬遜的AI工具,包括能協助找出仍未被滿足需求的「商機探測器」、自動生成符合當地生活風格品牌場景圖的「A+內容」,以及能自動優化廣告素材的Ads Agent和Creative Agent等工具。這些代理式AI工具,平均每週能為賣家節省約5.6小時的時間,「賣家能將寶貴的時間,專注在更高價值的品牌決策和產品創新上。」

聚焦全球三大消費趨勢,台灣品牌迎來絕佳出海契機

了解AI如何改變規則後,謝孜希進一步分析,現今的全球消費趨勢,分別為高科技研發升級體驗、價值創新打造爆品和安全信任建立品牌,「這三大趨勢和台灣企業在技術、創新、品質上的優勢,完美契合。」

首先,當前全球消費電子市場規模已突破一兆美元,其中搭載AI的消費電子產品成長速度,更是整體消費電子市場的5倍。而台灣擁有全球最完整的PC和電子零組件供應鏈,占全球先進製程晶片製造的90%;根據財政部統計處2026年3月的最新統計,資通訊加電子零組件則占出口近八成。謝孜希以賣家「TRYX創氪星系」為例,指出品牌看準PC DIY市場長期陷入CP值和價格戰的痛點,決定專注高階玩家,推出全球首款「裸眼3D水冷散熱器」和L型曲面螢幕機箱,「TRYX創氪星系不跟風做低價競爭,反而善用亞馬遜商機探測器,預判消費者的需求,再用『技術』重新定義品類,並透過評論工具Vine快速建立信任。」進軍亞馬遜短短一年內,TRYX創氪星系的營收便成長了197%。

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「TRYX創氪星系」成長旅程,進軍亞馬遜短短一年內,TRYX創氪星系的營收便成長了197%。
圖/ Amazon

其次,消費者不再單純要求「低價」,轉而追求「超出期待的體驗」和「價值」。根據Deloitte的調查顯示,當品牌兼具創新力和信賴感時,消費者的年均支出會提升62%,且有近六成消費者願意為創新永續的產品付更多錢。健身器材熱銷全球80多國、累積千萬台銷量的居家健身品牌WONDER CORE,就是最佳的價值創新典範。

早在2009年,WONDER CORE就發現現代人居住空間變小,轉而開始研發小型健身器材,鑽研「讓健康變簡單」的解決方案。如今,WONDER CORE已有逾200項專利,更將硬體結合專屬APP,透過AI分析運動、飲食數據,提供客製化課程給消費者。

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累積千萬台銷量的居家健身品牌WONDER CORE,已有逾200項專利,將硬體結合專屬APP,透過AI分析運動、飲食數據,提供客製化課程給消費者。
圖/ Amazon

至於在年產值逾5500億美元的母嬰、寵物等市場,讓消費者買單的重點,是「安全」與「信任」。高達73%的消費者認為,品牌信任是影響忠誠度的首要因素,忠誠客戶的消費金額較一般消費者高出31%,回購率也大幅提升。台灣寵物品牌「超凝小姐Lady N」掌握安全、信任等要素,專注研發高品質的天然豆腐貓砂,便首創使用國際安全香氛協會認證的安全香氛,打破市場對香味貓砂不安全的刻板印象。儘管剛進美國市場前三個月的訂單只有個位數,但透過優質體驗帶來的口碑效應,曾創下24小時內狂銷數十箱的紀錄,以及10倍的銷售成長、高達60%的回購率。

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台灣寵物品牌「超凝小姐Lady N」專注研發高品質的天然豆腐貓砂,便首創使用國際安全香氛協會認證的安全香氛,打破市場對香味貓砂不安全的刻板印象。透過優質體驗帶來的口碑效應,曾創下24小時內狂銷數十箱的紀錄,以及10倍的銷售成長、高達60%的回購率。
圖/ Amazon

「AI結合品牌力,就是取得全球成功的方程式。」謝孜希鼓勵台灣企業善用亞馬遜的AI選品、代理式AI等工具,用數據驅動決策、掌握高成長品類,並從「Day 1」起,就具備建立國際品牌的視野,讓AI成為走向全球的加速器。

跨界對談傳授出海心法,善用數據、驅動決策

另外,博覽會還安排了由《數位時代》創新長黃亮崢主持,亞馬遜全球開店台灣總經理謝孜希、台北市進出口商業同業公會秘書長黃文榮、安克創新副總裁暨海翼電商執行長吳灼輝、嘖室營運長高立杰等專家,從不同角度探討企業的出海痛點並剖析各種AI應用。

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由左至右,分別為嘖室營運長高立杰、安克創新副總裁暨海翼電商執行長吳灼輝、亞馬遜全球開店台灣總經理謝孜希、台北市進出口商業同業公會秘書長黃文榮共同與會、分享,並由《數位時代》創新長黃亮崢主持。
圖/ 數位時代

高立杰建議,剛起步的品牌在使用任何AI工具前,都應該先「認識自己」並「釐清品牌定位」。他指出品牌洞察到年輕人不喜歡被傳統業務推銷的痛點,因此創造了「被動式」、「無壓力」的線上線下購物體驗,「AI可以幫你生成精美的圖片、文案,但如果品牌本身就缺乏靈魂,產出的素材依舊無法打動目標客群。」

黃文榮則提到,科技進步讓全球市場通路日益碎片化,導致傳統大客戶的訂單日益流失,許多OEM、ODM廠商被迫走上跨境電商之路,「所以現今企業的最大挑戰,是『轉變心態』。過去是客戶給規格照著做,現在得自己去面對廣大、多樣的消費者需求。」他建議,企業務必透過AI工具和市場同步,也必須自己培養跨界人才,同時,無論如何都要勇敢搭上數位轉型的列車,並善用亞馬遜全球開店等跨境電商產業資源。

而吳灼輝觀察,跨境電商已從過去的「單點工具」競爭,進化到「系統化AI營運」的時代。他認為,企業不應只把亞馬遜當成單純的銷售通路,更應視為獲取消費者回饋和洞察市場的「大數據中心」,並利用各項AI工具來提升決策效率,才能在激烈的市場競爭中,占據領先地位。

謝孜希總結指出,AI已降低全球化門檻,企業思維應從「品牌全球化」,轉變為營運第一天起就決心打造全球品牌,「不要等在地市場成熟才布局海外,應該善用AI,放大對消費者的理解和決策品質,加速走向世界,讓AI真正成為品牌邁向全球的加速器。」

除了各方專家分享的精實內容,此次博覽會還設置「亞馬遜AI算命館」、各項工具體驗和服務商展示專區,企業、品牌可以體驗亞馬遜全球開店最新的商機探測器、A+內容等AI工具,讓系統解讀自家的「產品命盤」,進而找出潛在商機;今年更增設跨境諮詢專區Seller Cafe,安排了專業的亞馬遜官方專家和跨境顧問,提供未註冊和剛註冊的新手、有廣告投放和行銷等進階問題的老賣家,一對一的實戰指導。

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博覽會本次設置「亞馬遜AI算命館」,協助企業、品牌可以快速找到問題,並體驗亞馬遜全球開店最新的商機探測器、A+內容等AI工具,讓系統解讀自家的「產品命盤」,進而找出潛在商機。由左至右為:亞馬遜全球開店台灣總經理謝孜希、臺北市政府俞振華副秘書長。
圖/ 數位時代

值此AI造浪時代,亞馬遜全球開店博覽會透過趨勢剖析、台灣的成功賣家案例分享,以及各界專家的深度對談,為企業描繪了一張清晰的出海藍圖。台灣品牌只要能緊抓科技研發、價值創新、安全信任等三大優勢,再搭配亞馬遜的AI賦能工具與全球資源,相信能在全球航道上乘風破浪,持續寫下世界級的亮眼佳績。

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圖/ Amazon

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