【觀點】半導體三雄關鍵決勝點:2奈米!為何說台積電該「降價」了?
【觀點】半導體三雄關鍵決勝點:2奈米!為何說台積電該「降價」了?

全球半導體公司能夠量產7奈米,及較7奈米的先進製程僅有台積電(TSMC)、三星電子(Samsung Electronics)及英特爾(Intel)三大半導體公司。

目前台積電居於領先地位,最先進的製程是採FinFet(鰭式場效電晶體)架構的3奈米製程,已開始量產。蘋果(Apple)是最先採用台積電3奈米製程的公司,預計今年9月推出的iPhone 15 Pro Max的應用處理器(AP),將採用台積電3奈米製程生產。

台積電於2022年年底宣布3奈米製程量產,這與原來預計的量產時程相較拖延不少時日,主要原因是3奈米製程有不少工程障礙待克服,無法依原來設定的進度推進。

三星3奈米開局,但低良率也難搶大客戶

三星電子於2022年6月底,正式宣布成功量產3奈米製程。令人注意的是三星電子的3奈米製程,採用GAA (Gate All Around,閘極全環繞)架構,這是比FinFet更先進的半導體架構,台積電預計在2奈米製程,才會使用GAA架構。

從表面上看,三星電子在3奈米製程「狠狠地」超越台積電,不僅量產時程領先,而且技術上,直接跳躍到次一世代的半導體架構。

但實際的狀況是似乎沒有大客戶(如高通、輝達等)採用三星電子的3奈米製程, 主要是良率不佳,大客戶不敢貿然使用。 前些日子傳出三星電子在3奈米製程的良率大幅提升到60%,勝過台積電的55%,不過實際情況還有待驗證。

倘若消息屬實,台積電將面臨巨大壓力。目前三星電子在先進製程的良率改善很多,4奈米的良率、性能皆提升不少,吸引一些客戶到三星電子投片生產。

3奈米製程方面,三星電子的良率確實有大幅改善,不過尚需以更多的證據,方能說服大客戶下單。這已經對台積電構成潛在的競爭威脅。

延伸閱讀:三星自吹「3奈米良率很完美,台積電只有50%」?外資報告揭露誰是領導者

英特爾奪回龍頭的關鍵,要看20A、18A能否如期量產

英特爾本來是半導體製程技術的領頭羊,技冠全球。然而英特爾在14奈米邁向10奈米(現Intel 7)的過程中蹉跎許久,讓台積電能夠在7奈米製程脫穎而出,成為全球半導體製程最先進的公司。

英特爾執行長季辛格上任後,肩負英特爾復興大計,除了揭櫫IDM 2.0策略外,並且在歐洲、美國大舉投資興建晶圓廠,同時在先進製程的開發更是非常積極。

根據英特爾的技術藍圖,英特爾將從2022年起到2025年,4年間將推出5個世代製程(Intel 7、Intel 4、Intel 3、Intel 20A、Intel 18A)。Intel 7目前已經進入大規模量產,Intel 4將於今年下半年開始量產。

相當於台積電3奈米製程的Intel 3,預計在今年底開始量產,與台積電相同,英特爾的Intel 3也是採用FinFet架構。

Intel 20A預計於2024年上半年準備量產,Intel 18A預計於2024年下半年量產,這兩個製程相當於2奈米、1.8奈米。

倘若英特爾能如期量產Intel 20A、Intel 18A,則將超越台積電、三星電子(這兩家公司皆預定2025年量產2奈米製程),重新奪回全球製程技術的龍頭地位。

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英特爾(Intel)執行長季辛格(Pat Gelsinger)。
圖/ intel

7月25日,英特爾宣布瑞典電信設備供應商「愛立信」(Ericsson),將使用Intel 18A製程生產愛立信新的晶片。英特爾及愛立信沒有提供進一步細節,也未提供晶片產出的日期。這則新聞,有點像英特爾「吹口哨走夜路」的感覺,找愛立信背書英特爾的先進製程將如期推出的感覺。

頻發量產與合作消息不代表搶下市場,從實驗室到量產仍有長路要走

2奈米技術進入門檻應該很高,台積電、英特爾將在2奈米,導入GAA架構以及「背面供電」等新技術,這將面臨不少工程的挑戰。

英特爾在實驗室可能已經完成2奈米、1.8奈米的試作,愛立信應該已經在英特爾實驗室投片試作新的晶片,也可能有實驗室的晶片產出,因此英特爾才發表愛立信將使用Intel 18A的消息。

從實驗室到工廠量產,有一段很長的路要走,有很多障礙必須克服,英特爾4年5製程是否能順利達陣,還有待觀察。

英特爾、三星電子積極搶進最先進製程,對台積電將造成不小的壓力。目前台積電在7/6、5/4、3奈米製程取得領先,蘋果、超微、高通、聯發科、輝達等大部分皆採用台積電的先進製程。

samsung,三星
三星電子在3奈米製程不僅量產時程領先,而且技術上,直接跳躍到次一世代的半導體架構,但實際的狀況是似乎沒有大客戶採用,主要原因是良率不佳。
圖/ samsung官網

三星之前在4奈米製程,性能、良率皆不符客戶要求,使高通、輝達等,不得不將需要最先進製程的產品,轉向台積電投單。如今三星電子良率顯著改善,頻頻對高通、輝達、超微等揮手,相信三星電子會祭出最好的條件,希望能搶到台積電先進製程的訂單。

號稱「台灣貝爾實驗室」的台積電「全球研發中心」於7月28日正式啟用,將有7,000名研發人員進駐,將專注於2奈米製程及更先進製程技術的開發。

半導體三雄決戰點:2奈米製程所達成的性能、良率與客戶接受情況

台積電每年研發預算約占營收8%左右,2022年研發預算高達54.72億美元(約占營業額的7.2%),與2021年的44.65億美元(約占營業額的7.9%)比較,成長22.6%。主要的原因是台積電2022年營收758.81億美元,較2021年的568.2億美元成長33.5%,因此2022年研發費用與營收比率下降,不過金額仍有兩位數的成長。

在半導體先進製程的「賽道」上,除了研發必須投入龐大的資金、資源外,建立生產線更是需要龐大的資金。台積電近幾年,每年資本支出都在300億美元以上,由此可見欲發展先進製程,必須有足夠的資金投入。

三星電子與英特爾皆是資本雄厚的公司,因此它們有足夠的資源投入先進製程的開發。台積電、三星電子及英特爾,目前皆積極發展3奈米、2奈米先進製程。

三星電子雖然最先發表3奈米GAA製程量產,不過截至現在,似乎還沒有大客戶採用三星電子的3奈米製程。台積電雖然較三星電子晚宣布3奈米製程量產,然而蘋果已開始採用,尚有不少客戶準備在台積電3奈米製程投片。英特爾的3奈米量產預訂在今年下半年,因此目前台積電在先進製程處於領先地位。

2奈米製程將會是這三大公司的決戰點,量產時程只要不要相差過多,就不會是勝負的重點。2 奈米製程的性能、良率、客戶接受情形,才是勝負的關鍵點。 能夠推出性能最佳,良率最好,以及價格合宜的2奈米製程的公司,就成為在2奈米製程爭霸賽的贏家。

半導體景氣反轉,訂價策略將成台積電掌握客戶的關鍵

最近荷蘭恩智浦半導體(NXP Semiconductor)執行長席佛斯(Kurt Sievers)在法說會上坦承,過去2年,受到頗負盛名的一線晶圓代工廠(委婉指台積電)持續漲價的影響,墊高成本,影響該公司的獲利。

恩智浦執行長說,目前二線晶圓代工廠已顯著調降晶圓代工價格,但仍對恩智浦幫助不大,主要原因是恩智浦的一線客戶以及車用、工業用等晶片,皆由台積電代工。

這突顯台積電的品質深獲客戶信任,然而從2022年下半年起,半導體市場開始反轉,景氣直轉急下。2023年半導體產業在庫存調整,終端需求疲弱,市場陷入衰退泥沼。

台積電董事長劉德音
台積電應積極看待客戶對價格的看法,以避免競爭對手趁機而入。
圖/ 邱品蓉攝影

晶圓代工廠產能利用率下滑到60%~70%左右,連台積電也不能倖免。二線晶圓代工廠開始以各種方式迂迴降價(如投100片晶圓,額外送20片免費),後來甚至直接降價。

不過台積電價格仍然不動,無怪恩智浦執行長在法說會抱怨。 台積電應積極看待客戶對價格的看法,以避免競爭對手趁機而入。 最高明的策略是在敵人未發動攻勢前,就封堵敵人可能進攻的缺口。

台積電競爭力的三大優勢為技術領先、卓越製造以及客戶信任,其中客戶信任除了台積電保證決不會成為客戶的競爭對手外,與客戶共體時艱,適度地調整價格的策略,也會是重要的一環。

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責任編輯:林美欣

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