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7奈米EUV製程戰火燃 台積電3月領先量產

  • 陳玉娟

台積電以強勁技術實力與龐大資本支出已將競爭門檻築高,與三星電子實力差距可望在EUV世代中快速拉開。李建樑

延續7奈米製程領先優勢,台積電支援極紫外光(EUV)微影技術的7奈米加強版(7+)製程將按既定時程於3月底正式量產,而全程採用EUV技術的5奈米製程也將在2019年第2季進入風險試產。

據了解,獨家提供EUV設備的ASML,先前預估2019年EUV機台設備銷售總量將達30台,當中台積電就砸下重金訂購18台,顯見7奈米、5奈米EUV製程推進相當順利。台積電以強勁技術實力與龐大資本支出已將競爭門檻築高,與三星電子(Samsung Electronics)實力差距可望在EUV世代中快速拉開。

隨著GlobalFoundries(GF)於2018年8月宣布擱置百億美元投資的7奈米製程計畫,7奈米以下先進製程技術戰場形成台積電、三星與英特爾(Intel)三雄對戰情勢。

而單就代工來看,英特爾因苦陷10奈米製程延遲困境,已無暇顧及代工事業,目前幾已是淡出晶圓代工市場狀態,因此,7奈米以下晶圓代工戰局已是三星、台積電雙雄對決戰局,不過隨著台積電7奈米/5奈米EUV製程進展順利,而三星依舊未見重量級客戶大單落袋,台積電在7奈米以下先進製程領先幅度正持續擴大中。

半導體設備業者表示,截至目前為止,台積電已於2018年4月搶先進入7奈米世代,並囊括蘋果(Apple)、高通(Qualcomm)、華為海思、超微(AMD)、賽靈思(Xilinx)等國際大廠大單,且支援EUV技術的7+製程應會在3月底正式量產。

對比之下,三星決定採取由14奈米直接跨入7奈米EUV世代策略,力圖超車台積電,雖然先前宣布導入EUV技術的7奈米LPP製程將已研發完成,並進入商用化階段,但目前並未見大客戶下單跡象,顯見在7奈米EUV製程上面臨諸多問題。

設備業者指出,7奈米以下EUV製程不僅資金投入更為可觀,技術難度亦是大增,據了解,光罩防塵薄膜(Pellicle)在EUV光源下可能會產生微粒,造成光罩汙染,以及曝光裝置耗電量過高等問題都迄今尚未全部解決,EUV測試產能目前也不及浸潤式製程,不過單就台積電、三星7奈米EUV進度來看,台積電近期應已克服大部分瓶頸問題,良率與產能表現領先對手。

據了解,獨家提供要價逾1億美元EUV設備系統的ASML,先前預估2019年EUV機台設備銷售總量將達30台,當中台積電就砸下重金訂購18台,顯見7奈米5奈米EUV製程推進相當順利,其餘12台訂單客戶則是英特爾、三星等DRAM客戶,而中芯目前只有在2018年下單1台。

台積電先進製程持續按計畫進行,據了解,7奈米EUV製程將在2019年3月底量產,7奈米加上7奈米EUV製程,估計至2019年底Tape out將超過100個,2019年下半7奈米貢獻將增速 ,受惠手機新品出貨進入旺季及高速運算(HPC)產品開始小量出貨,7奈米製程全年營收比重將可達25%,較2017年9%大幅提升,不過,7奈米EUV製程比重相當低。

以此來看,市場預估蘋果下世代iPhone新機所採用的A13晶片,應會持續採用良率大幅提升的7奈米製程。

而台積電憑藉優異技術與龐大資本支出築起的競爭門檻,已令對手群難以超越。以更先進的5奈米製程為主的12吋晶圓廠Fab 18,總投資金額高達新台幣7,500億元,已確定在2019年第2季進入風險性試產,並已獲得大客戶訂單。由於5奈米製程成本更為高昂,代工報價只有一線晶片大廠能接受,因此市場預估目前應只有蘋果與華為表態升級轉換意願。

半導體設備業者表示,台積電7奈米良率持續拉升,且順利往7奈米EUV與5奈米、3奈米推進,搶先進入EUV世代,除擁有三星以外高階手機晶片代工大單外,未來5G、AI主流市場訂單亦是穩當落袋。

先前雖傳出NVIDIA下一代GPU將轉採三星7奈米EUV製程,但據了解,應只是三星大幅降價爭取客戶的策略,由於三星7奈米EUV製程良率、產能風險不明,向來謹慎的NVIDIA應只是考慮而已,並未確定下單,主要還是希望台積電7奈米製程報價能降低。

事實上,進入7奈米以下製程世代後,晶片大廠目前只有三星、台積電代工選擇,先進製程帶來優異效能提升但良率、產能風險也增高,晶片業者不會貿然因為代工價格低就冒險採用,一旦產品出現問題,當代產品就可能全軍覆沒,遭對手超越,因此擁有完整生態鏈、一條龍服務,以及先進製程規劃謹慎穩健的台積電會是代工首選。