維持台灣優勢 亞利桑那廠製程至少是台廠「N-1」

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台積電設於亞利桑那的12吋晶圓廠將於美國時間12月6日舉辦上機典禮。圖為7月底上樑典禮照片。取自台積電LinkedIn

太報 Tai Sounds
作者/ 戴嘉芬

台積電美國亞利桑那州新廠將於美西時間12月6日舉行首批設備移機典禮,包括美國總統拜登、蘋果執行長庫克都將親自出席。新廠原本宣稱以5奈米製程技術量產晶片,但台積電最新宣布將升級到4奈米、第二階段更前進至3奈米。對於美國廠製程究竟會落後台灣幾個世代?國內研究機構認為,至少可維持「N-1」差距,國外分析師甚至認為,台積電赴美設廠主要是為了在半導體供應鏈中保持不可或缺的主導地位。

根據供應鏈透露,台積電5奈米製程已在台量產兩年,今年同廠區製程更推進至第二代4奈米,若順應美國客戶爭取美國晶片法創新補助,客戶也可直接在美選擇台積電更先進的4奈米代工生產。因此亞利桑那州廠將原先規畫的5奈米升級到4奈米,是可預期之事。

不過,台積電創辦人張忠謀日前出席APEC領袖代表返國記者會受訪時證實,台積電在美國亞利桑那州建立5奈米新廠後,目前在台灣最先進的3奈米製程未來也會到美國新廠生產,將是該廠第二階段。此話一出,立刻引發議論,外界擔心台積電連最先進的製程也將移往美廠,尤其昨天不等台積電宣布,白宮已先一步表示,2026 年開始生產 3 奈米製程技術,但研究機構認為,依照建廠時間推算,等到美廠3奈米上線,屆時台廠製程也將進化到2奈米以下。

專家解讀:與美廠仍維持「N-1」製程差距

研調機構TrendForce指出,晶圓廠運作仰賴大量人才、環境及上中下游廠商的協力,雖然在各地政府廣邀下,台積電已展開全球佈局,其中美國廠更是以先進製程擴產主軸,但台積電仍將維持製程N-1的擴廠原則(即海外擴產最先進的製程將落後於台灣一個世代),由於台灣在人才、環境、產業聚落等條件仍具優勢,未來發展主軸仍將以台灣為重心。

不過,法國智庫蒙田研究所(Institut Montaigne)政策分析師Mathieu Duchâtel對於台廠維持製程優勢更加樂觀,並認為台積電前往美國設廠主要是為了保持產業主導地位。他於周一(5日)推文指出,台積電的台灣晶圓廠將比亞利桑那廠領先兩個世代。台積電主要產能仍留在台灣,即使同意在美國建造一座先進的晶圓廠,而台灣目前的政策也經過調整,但這都是為了在半導體供應鏈中保持不可或缺的主導地位。

美國政府補貼 舒緩成本壓力 

此外,半導體廠紛紛「逆全球化」佈局,長期將為業者帶來成本壓力,但台積電在政府補貼下可望舒緩壓力。

從目前規劃來看,台積電美國新廠初步產能規模不大,將以當地國防等特定需求為主,短期來說對全球供需影響有限;但長期而言,若擴產規模逐步擴大,加上其他晶圓代工廠亦於全球各地積極擴產,半導體供需傾向逆全球化的趨勢逐漸萌芽,此趨勢亦使各地營運成本墊高。

尤其美國建廠成本比台灣貴,台積電化學品供應商長春集團總裁林書鴻就直呼「貴到嚇人」,但研究機構指出,在美政府半導體補助政策的支持下,台積電有機會舒緩毛利壓力,加上該廠初步將以生產特定用途晶片為主,量產規模較小,根據其晶片設計,定價可能原先就較高,暫不影響消費性電子產品售價。

5奈米和3奈米設備可共用 製程升級引關注 

至於台積電美廠製程喊出「升級」,也牽動各界敏感神經,但業界分析,主要是目前台積電5奈米製程正在南科晶圓十八廠加速量產中。同時,藉由製程工藝的提升,發展出5奈米的微米版,也就是所謂的4奈米,兩者可說系出同源;因此從5奈米改良至4奈米,不讓人意外。

目前採用台積電4奈米製程的處理器包括蘋果A16仿生晶片,內建於 iPhone 14 Pro、iPhone 14 Pro Max 兩款手機。還有高通甫於11月中旬推出的最新處理器 Snapdragon 8 Gen 2,也是採用台積電4奈米製程,目前包括 vivo X90 Pro、小米13 Pro 以及 OPPO Find X 系列都內建驍龍8 Gen2 處理器;聯發科最新天璣9200處理器也是採用台積電4奈米製程,意謂蘋果及安卓陣營的高階手機,全都採用台積電4奈米。

至於真正向前跨進一個世代的3奈米,雖備受關注,但因台積電早在南科晶圓十二廠先建置部分產能,作為研發更先進產能的用途,基於5奈米和3奈米設備可共用,台積電準備挑戰業界首創的兩種先進製程混合生產模式,一般預料,若台廠運作成功,未來也將複製到美廠,供應鏈業者解釋,這正是台積電美國廠第二階段預留3奈米製程的由來。

目前台積電美廠3奈米進度尚未明確,竹科管理局周一則宣布,台積電1奈米廠將落腳龍潭園區,龍科3期擴建計畫的先導計畫已呈報國科會轉行政院,以實際進度宣示台積電最先進製程仍落腳台灣。

台積電亞利桑那廠基本資料
位置:美國亞利桑那州鳳凰城北部
投資金額:120億美元(2026年增至400億美元)
員工數量:現1000名,明年將增至2000名(2026年增至4500人)
上機典禮時間:2022年12月6日
量產時間:2024年
生產數量:月產2萬片晶圓