台積電3奈米「近8成良率」狠甩三星!良率提升關鍵,藏在1000道魔鬼細節裡
台積電3奈米「近8成良率」狠甩三星!良率提升關鍵,藏在1000道魔鬼細節裡

2023.1.7更新
截至目前為止,台積電並未證實此消息。

在29日台積電舉辦的3奈米擴產典禮上,台積電董事長劉德音於致詞時指出,目前3奈米已和5奈米量產同期的良率相當。而台積電能在量產3奈米量產初期,就達到這樣的成績,相當不容易。

典禮主陪典人:應用材料集團副總裁余定陸、國立成功大學校長蘇慧貞、互助營造董事長林志聖、台南市市長黃偉
圖/ 台積電提供

台積電3奈米大幅領先三星,良率改善為何困難?

大部分晶圓代工所談及的良率,主要是指一片晶圓中,通過測試的晶片數量。由於可用片數與成本直接相關,因此良率也常被用來衡量晶圓廠的經營能力。

以台積電28奈米為例,良率約超過80%,也就是一片晶圓中,有8成以上的晶片能夠出貨。影響良率的關鍵因素很多,包含材料、參數和機台都是變因,晶圓廠必須檢視每個細節並進行改善,才能達成最佳數字。

台積電晶圓代工
晶圓片上晶片通過檢測的機率,即為俗稱的「良率。」

專門研究半導體的專家指出,目前3奈米的良率推估約落在60%至70%,甚至已超過7成。也有跨國研調機構分析師指出,未來台積電3奈米的目標良率,應落在70%-75%之間。另一位跨國產業分析師則推估,當前台積電3奈米的製程良率,可能約落在75%-80%,「前期就有這樣的進展,很厲害。」

此外,劉德音也在典禮上表示:「3奈米邏輯密度將增加約60%,在相同速度下功耗降低30-35%,是世界上最先進的技術。」這意味著, 台積電已實質領先最大對手:三星電子(Samsung Electronics)

知情人士表示, 在今年6月,三星3奈米良率實際上不到20%,甚至有些晶圓只有10%的良率,且每片的落差很大,品質不一 。分析師指出:「這代表三星其實不知道問題到底在哪。」由於製程環節繁複,有時可多達1,000道步驟,要改善良率並非易事。

蘋果會是3奈米頭香客戶嗎?

除此之外,劉德音也在致詞時表示:「在5G及高效能運算(HPC)相關應用的大趨勢驅動下,台積電3奈米製程的市場需求非常強勁。」

當前Nvidia(輝達)、AMD(超微)等台積電大客戶,都才剛採用了5奈米家族製程,分析師預估,最快要到2024年才會有採用更先進製程的產品問世。若進一步往回推算,倘若上述兩間公司皆持續採用台積電的產品,隨著共同設計在節省成本時的重要性提升,現在確實已有訂單的能見度存在。

台積公司董事長劉德音於台積公司舉辦3奈米量產暨擴廠典禮
台積電董事長劉德音表示,3奈米需求非常強勁。
圖/ 台積電提供

不過分析師也預期, 蘋果可能還是3奈米的首位採用者,而到了2奈米時良率則可能落在70%,很可能會以量取勝 。劉德音則在今日致詞時首次於公開場合宣佈,2奈米的晶圓廠建設將提升到6期,比過去所揭露數量多出兩期。

延伸閱讀:三星追不上!劉德音:3奈米良率等同5奈米,將創造1.5兆產值

責任編輯:林美欣

關鍵字: #台積電 #半導體
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總統科學獎揭曉!梁賡義院士、葉均蔚院士用創新與堅持,寫下臺灣科學光輝新頁
總統科學獎揭曉!梁賡義院士、葉均蔚院士用創新與堅持,寫下臺灣科學光輝新頁

【總統科學獎】宗旨在於提升臺灣在國際學術界之地位,獎勵數理科學、生命科學、人文及社會科學、工程科學在國際學術研究上具創新性且貢獻卓著之學者,尤以對臺灣社會有重大貢獻之基礎學術研究人才為優先獎勵對象。

2025年11月11日,總統科學獎頒獎典禮於總統府正式舉行。2001年設立、每2年頒發1次的總統科學獎,今年已邁入第13屆,本屆的2位獲獎者,分別是生命科學組的院士梁賡義、工程科學組的院士葉均蔚。2位臺灣的科研泰斗,不僅全心全意投入創新,更樹立了典範,成為所有科研人員的榜樣。

總統賴清德在致詞時,引用諾貝爾和平獎得主曼德拉(Nelson Mandela)的話指出:「在事情完成之前,一切都看似不可能。這說明了2位院士的故事,他們對未知世界保持熱情、好奇,認真從基礎研究做起,並堅持努力到最後一刻,成功終將屬於他們。」

2025年總統科學獎得主,生命科學組 梁賡義 院士(右)、工程科學組 葉均蔚 院士(左)。
2025年總統科學獎得主,生命科學組 梁賡義 院士(右)、工程科學組 葉均蔚 院士(左)。
圖/ 數位時代

梁院士開創廣義估計方程式 ,加速新藥問世,造福千萬病患

從數學跨足生物統計、再投身高等教育與國家衛生的梁院士,從小就喜歡數學的嚴謹,在美國華盛頓大學攻讀博士期間,因為接觸到當時炙手可熱的「存活分析」,進而對生物統計產生興趣,「投入『生物統計』是條不歸路,因為我發現,統計工具的發展,可以對人類健康有間接幫助。」後來,他前往美國約翰霍普金斯大學任教,又與同事Scott Zeger研發出新的統計方法「廣義估計方程式」,突破了傳統分析方法必須假設所有樣本獨立的侷限,讓長期追蹤資料的解讀更嚴謹,也成為全球健康研究不可或缺的工具。

梁院士研究做得出色,卻不只將心力擺在學術上,他更心心念念著臺灣的發展,持續關心高等教育、國家衛生等領域。他在美國任教的28年間,幾乎年年暑假,都返國舉辦研討會,分享國際生物統計和流行病學的新知。2010年,他乾脆辭去教職,回臺擔任國立陽明大學校長,將陽明大學打造成醫學、人文並重的全人大學。

數位時代
賴總統親自頒發「2025年總統科學獎」殊榮予梁院士。
圖/ 數位時代

2017年,他又接下國家衛生研究院院長一職,並在新冠肺炎爆發期間,擔任中央流行疫情指揮中心研發組組長,與阿斯特捷利康(AstraZeneca)簽約,採購1千萬劑疫苗,完成防疫任務,「所以獲得總統科學獎,不僅是個人的榮耀,更是國家對全人教育的推動、公共衛生實踐,以及任務導向的研究重要性的肯定。能在其中有一些貢獻,我深感榮幸。」

高熵合金之父葉院士,堅持不懈打破材料學定律

被譽為「高熵合金之父」的葉院士,打破材料學界以1~2種主元素為基底的傳統,開創出能讓數十種元素混合的「高熵合金」,為元素週期表注入嶄新生命力,在半導體、智慧機械、綠能科技、國防與生醫等領域帶來突破性的應用。過去合金多以單一金屬為主,再加入少量元素微調性質,金屬種類愈多反而愈脆、延展性與硬度下降,使應用受限;然而高熵合金卻反其道而行,以4、5種以上金屬融合,展現出更佳的延展性、耐腐蝕性與硬度,重新定義合金的可能性。

令人驚訝的是,30年前葉院士提出高熵合金構想時,曾被質疑「觀念錯誤、毫無可能」。他不畏質疑,透過紮實的實驗與論證,於2004年一口氣發表5篇高熵材料論文,為高熵合金命名、定義並奠定理論基礎,後續更平均每年發表逾10篇研究,提出高熵效應、嚴重晶格扭曲效應、緩慢擴散效應與雞尾酒效應等核心概念,開創全新的材料科學典範。

數位時代
賴總統親自頒發「2025年總統科學獎」殊榮予葉院士。
圖/ 數位時代

如今,高熵合金不只在學界掀起熱潮,更成功落地產業。「學以致用非常重要!」葉院士強調,學術研究不該停留在象牙塔,而應投入產業、協助解決關鍵瓶頸。他不僅與國立清華大學共同成立「高熵材料研發中心」,也創辦全球首家高熵材料公司,推動技術轉移與產業升級,讓高熵合金真正走向世界舞臺。

所有總統科學獎得獎人的科學成就及重要貢獻,不僅提升臺灣學術聲譽及國際競爭力,對於增進人類生活福祉更有深遠的影響,實為臺灣學術界的最高典範。而本屆梁院士、葉院士2位得獎人終身投入科學探索、人才培育的成果,嘉惠了整個社會,更成就跨世代的深遠影響,為臺灣科學寫下光輝一頁。

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