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台积电、三星、英特尔在半导体先进制程发展的竞争趋白热化,台积电有望持续领先

发布日期:2019-08-08 17:32:13 浏览:423次

台积电、Samsung与Intel在先进制程发展的竞争关系备受市场瞩目。过去先进制程发展除了解决微缩闸极宽度上的困难外,EUV光刻机设备性能也是关键影响因素之一;能够达成Immersion机台的单位时间晶圆处理量与稳定度,才能确实发挥纳米节点微缩对晶圆制造成本与技术精进的综效优势。

从2019年7月17日ASML公布的财报显示,EUV光刻机数量持续增加,新型号NXE 3400C在晶圆处理的速度方面WPH(Wafer Per Hour)已经可以每小时处理170片晶圆,达到过去Immersion机台水平。

在光刻机符合量产规划的需求下,台积电、Samsung与Intel在先进制程的时程规划上也将更为激烈,无一不期望在竞争关系中胜出。

台积电时程规划领先业界并积极备妥产能

从2019年7月18日台积电法说会上可看到,虽然对2019下半年的半导体趋势而言,台积电做出整体晶圆代工产业总值衰退1%的估算,但对先进制程未来持续性成长需求仍深具信心。

现有量产的7nm节点除了在手机、HPC业务占比持续提升外,也搭上深具话题性的5G相关芯片需求,包括联发科的业界首款5G手机SoC、海思的Balong 5000 5G调制解调器芯片、Qualcomm的5G调制解调器芯片X55等,持续推动先进制程的投片力道,预估台积电7nm的月总产能在2019年第四季将超过100K,产能利用率也可望维持在90%以上。

在5nm制程方面,台积电的发展速度领先业界,预计于2020年第一季量产。与客户的合作关系紧密,包括Apple、海思的手机AP需求,AMD下一代CPU处理器,以及Qualcomm在2020年推出的旗舰手机AP,都可能是台积电5nm的潜在客户;若按照主力各户群的投片预测来估算,5nm月总产能规划至2020年底前可能上看60~70K,其发展速度与7nm制程相当。

至于3nm制程,虽然受到新建厂房进度而可能稍微延迟至2022年后量产,但根据过往台积电的研发规划,在量产厂生产前其实研发产线已有部分出货给客户的能力,因此在2021下半年推出3nm产品并无不可能,也不至在时程上落后Samsung。无论在技术发展或供应市场需求的产能规划上,都可望持续助益台积电的领先地位。

Intel步调保守力求稳定发展

Intel过去在制程技术上一直居于领先地位,然而在10nm节点遇到开发上的困难与产能分配问题,导致在先进制程的时程图规划上落后台积电与Samsung。

由于Intel在开发10nm节点时对EUV的规划偏向保守,在ASML首波EUV机台供应客户清单中占比很少,绝大多数为台积电购买,也因此让Intel在EUV光刻机的调机阶段时间拉长,加上既有量产产品与研发需求互抢产能的情况下,影响先进制程规划。

目前10nm产品已追上量产进度,预计在2019年第四季供货,而7nm节点则规划至2021年量产,并延续7nm推出优化版本7+和7++,发展步调稳健,5nm计划则可能落在2023年后。

Samsung加速时程紧咬台积电

Samsung在先进制程上追赶台积电的脚步积极。由于Samsung决定直接开发7nm EUV方案,从官方Roadmap显示,7nm EUV已于2019年第二季量产;然而客户以自家手机AP芯片及IBM的Power系列芯片为主,其他外部客户尚在评估下单状况,故7nm月产能至2019年底可能规划10~15K左右。

在5nm部分,虽然7nm全面EUV化,在曝光显影制程的EUV调校上能有经验优势;然而Samsung在制程节点上的细致化,从10、8、7~5nm皆有布局,令5nm量产时间可能不如预期快,估计量产时间落在2020下半年。

至于3nm制程节点,Samsung宣称在2021年会推出采用GAA(Gate-All-Around)产品,或许将成为在时程上与台积电正面对决的纳米节点,然而后续能否如期推出,仍有待观察。

先进制程主要厂商发展时程规划

结语

值得一提的是,从终端应用市场面向分析,3间发展先进制程厂商的商业模式略有不同:台积电为纯晶圆代工、Intel属于IDM、Samsung则是两种业务皆有涉略,因此未来的竞赛结果或将与其客户和产品线较有关联性。Intel无疑仍以CPU与嵌入式GPU为主,台积电与Samsung则透过代工AMD、NVDIA取得部分市场。

而手机AP则是台积电与Samsung角力的主战场,因此在先进制程发展上谁能获得最大利益,或许仍取决于终端产品的销售情形,不过若以客观角度来看,台积电手握CPU、GPU及手机AP与HPC等高端产品线,在时程规划上若又能持续领先竞争对手,对于未来在先进制程市场拿下大多数份额,仍较具优势。

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