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2018年12月07日 | 看好5G和AI发展，台积电5nm明年试产
2018-12-07 来源：数位时代
台积电于新竹国宾饭店举办一年一度的「供应链管理论坛」，台积电总裁魏哲家表示，在供应商的配合下，「让7纳米能在2018年迅速且量产成功。」
魏哲家表示，2019年第二季5纳米制程将进行风险试产，预计2020年量产。而3纳米的技术也都已经到位，「一切就等环评通过。」
魏哲家表示，台中厂未来将会继续建置7纳米厂房；而年初在南科动土的5纳米晶圆18厂，目前已经在装机中。另外由于特殊制程需求强劲，15 年来首度在台南扩建8吋晶圆厂。
虽然手机需求疲软，让整个供应链出货并不乐观，但看好未来5G和AI的需球，台积电仍积极开发领先全球的纳米制程，预计每年将维持5%~10%的营收成长。
台积电总裁魏哲家宣布，明年第二季5纳米将风险试产，2020年进入量产。
云端运算需求爆量，上看880亿美元
5G应用带来爆量的数据传递，直接使云端伺服器需求看增。采用台积电7纳米制程的云端运算IC设计商，美商Ampere Computing总裁Renee在论坛上表示，至2023年伺服器CPU的复合年均成长率为4.25%，而智慧城市的应用产值今年为370亿美元，在嵌入式「伺服器」驱动下，2025年将增加至880亿美元。
Renee认为，未来的大趋势无外乎AI机器学习、视觉运算、边缘运算。这样的需求，也再再考验IC设计商与代工厂的技术。
一般来说传输数据的需求越多，CPU就得塞更多电晶体，在CPU体积不变，甚至要更小的浪潮下，电晶体势必底更小，以纳米计算，而且彼此排列得更密。能提供如此制程的代工厂，便能获得世界各IC设计厂的青睐。
目前台积电是唯一迈向5纳米制程的公司，7纳米制程则是三星，英特尔仍在10纳米制程徘徊。
台积电250亿美元豪赌5nm工艺
摩尔定律问世50年多来一直指导着半导体行业的发展，但在10nm节点之后普遍认为摩尔定律将会失效，制程工艺升级越来越难。今年台积电、三星及Globalfoundries将把制程工艺推进到7nm。下一个节点是5nm，台积电在今年六月的半导体技术论坛上宣布将投资250亿美元研发、生产5nm工艺，预计2020年问世。
据之前的资料，与初代7nm工艺相比，台积电的5nm工艺大概能再降低20%的能耗，晶体管密度再高1.8倍，至于性能，预计能提升15%，不过使用新设备的话可能会提升25%。从这里预估的数据来看，制程工艺到了5nm之后，性能或者能效提升都会放慢，而制造难度也越来越高，投资高达数百亿美元，这也导致了未来的5nm芯片成本非常贵。
目前开发10nm芯片的成本超过了1.7亿美元，7nm芯片则要3亿美元左右，5nm芯片研发预计成本超过5亿美元，而开发28nm工艺芯片只要数千万美元，这一趋势将导致未来的5nm芯片客户越来越少，未来只有苹果等少数资本雄厚的公司才会坚持升级制程工艺了。
5nm工艺之后还会有3nm工艺，此前只有三星公布了3nm工艺的路线图，在这个节点上三星将改用GAA晶体管，FinFET晶体管在5nm之后将逐渐被放弃，厂商们需要开发新的晶体管架构，GAA就是其中之一。
3nm制程工艺最快2022年底投产
八月底，台积电公布了3nm制程工艺计划，目前台南园区的3nm晶圆工厂已经通过了环评初审，台积电计划投资6000亿新台币（约为194亿美元），2020年开始建厂，2021年完成设备安装，预计最快2022年底到2023年初投产，3nm厂完成后预计雇用员工达四千人。
按照台积电的报道，他们已经投入了数百名工程师资源进行早期研发，而晶圆工厂也将落户南科台南园区，占地28公顷，位置紧邻台积电的5nm工厂。目前台湾环保部门已经通过了“台南科学园区二期基地开发暨原一期基地变更计画环差案”的初审，预计在2020年交地给台积电建设工厂。
南科管理局长林威呈表示，由于园区产业的发展需求，为了确保世界先进制程的领先优势，提出了“台南科学园区二期基地开发暨原一期基地变更计划环差案”，一方面检讨园区土地使用分区计划，另一方面也是为了引进先进制程的需求，提出园区用水量、用电量、污水放流量、土方等的变更。
南科管理局提出报告，为了满足台积电3nm建厂需要，南科台南基地，每日用水量将由25万吨增至32.5万吨，用电量则由222万瓦增至299.5万瓦；推估此次变更后，温室气体排放量一年增加427万吨。台积电一开始就承诺，在市场供给机制的完善下，3nm厂新增用电量将随着量产时程，逐年取得20%用电度数的再生能源，预估每年最高可减少约85.41万吨的二氧化碳当量。
3nm技术可以说已经接近半导体工艺的物理极限，而其目前也处于实验室阶段，台积电资深处长庄子寿坦言：“3nm制程技术难度高，是很大挑战。”
史海拾趣
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