4 月 27 日訊息，臺積電週二更新了其製程工藝路線圖，稱其 4 奈米工藝晶片將在 2021 年底進入“風險生產”階段，並於 2022 年實現量產；3 奈米產品預計在 2022 年下半年投產，2 奈米工藝正在開發中。

在產能方面，沒有任何競爭對手能威脅到臺積電的主導地位，而且未來幾年內也不會。至於製造技術，臺積電最近重申，它有信心其 2 奈米（N2）、3 奈米（N3）和 4 奈米（N4）工藝將按時推出，並保持比競爭對手更先進節點工藝領先優勢。

今年早些時候，臺積電將 2021 年的資本支出預算大幅提高到 250 億至 280 億美元，最近更是追加到 300 億美元左右。這是臺積電未來三年增加產能和研發投入計劃的一部分，該公司計劃三年總共投資 1000 億美元。

在臺積電今年 300 億美元的資本預算中，約 80% 將用於擴大先進技術的產能，如 3 奈米、4 奈米、5 奈米、6 奈米以及 7 奈米晶片。華興證券分析師認為，到今年年底，先進節點上的大部分資金將用於將臺積電的 5 奈米產能擴大到每月 11 萬至 12 萬片晶圓。

與此同時，臺積電表示，其資本支出的 10% 將用於先進的封裝和掩模製造，另外 10% 將用於支援專業技術開發，包括成熟節點的定製版本。

臺積電最近提高資本支出的舉措是在英特爾宣佈其 IDM 2.0 戰略 (涉及內部生產、外包和代工運營) 之後做出的，並在很大程度上重申了該公司在競爭加劇之際對短期和長期未來的信心。

臺積電總裁兼執行長魏哲家在最近與分析師和投資者的電話會議上表示：“作為一家領先的晶圓代工企業，臺積電在成立 30 多年的歷史中從未缺乏競爭，但我們知道如何競爭。我們將繼續專注於提供領先的技術、卓越的製造服務，並贏得客戶的信任。其中，贏得客戶信任是相當重要的，因為我們沒有與客戶競爭的內部產品。”

N5 工藝贏得客戶信賴

臺積電是 2020 年中期第一家開始使用其 N5 工藝技術進行大規模晶片製造 (HVM) 的公司。最初，該節點僅用於為臺積電的最重要客戶服務，即蘋果和海思。如今，隨著更多客戶已經準備好各自的 N5 規格晶片設計，因此該節點的採用正在增長。與此同時，臺積電表示，計劃使用 N5 系列技術 (包括 N5、N5P 和 N4) 的客戶比幾個月前預計的要多。

魏哲家說：“N5 已經進入量產的第二個年頭，產量比我們最初的計劃要高。在智慧手機和高效能運算（HPC）應用的推動下，N5 的需求繼續強勁，我們預計 2021 年 N5 將貢獻晶圓收入的 20% 左右。事實上，我們看到 N5 和 N3 的客戶越來越多。需求如此之高，我們必須準備好應對的準備。”

對於臺積電來說，HPC 應用包括許多不同型別的產品，比如 AI 加速器、CPU、GPU、FPGA、NPU 和視訊遊戲 SoC 等。由於臺積電只是代工製造商，不會透露它使用哪種節點生產的產品，但 N5 在 HPC 領域的採用率正在增長這一事實非常重要。

魏哲家表示：“我們預計，在智慧手機和 HPC 應用需求強勁的推動下，未來幾年對我們 N5 系列的需求將繼續增長。我們預計 HPC 不僅會在第一波增長中出現，實際上還會在更多的需求波中出現，以支援我們未來領先的 N5 節點。”

臺積電 N5 在尖端技術採用者中的市場份額正在增加，這並不特別令人驚訝。華興資本分析師估計，臺積電 N5 的電晶體密度約為每平方毫米 1.7 億個電晶體，這將使其成為當今可用密度最高的技術。相比之下，三星電子的 5LPE 每平方毫米可以容納大約 1.25 億到 1.3 億個電晶體，而英特爾的 10 奈米節點電晶體密度大約為每平方毫米 1 億個。

在接下來的幾周裡，臺積電將開始使用其名為 N5P 的 N5 改進技術性能增強版來製造晶片，該技術承諾將頻率提高至多 5%，或將功耗降低至多 10%。N5P 為客戶提供了一條無縫的遷移路徑，無需大量的工程資源投資或更長的設計週期，因此任何使用 N5 設計的使用者都可以使用 N5P。例如，N5 的早期採用者可以將他們的 IP 重新用於 N5P 晶片。

N4 明年將投入量產

臺積電的 N5 系列技術還包括將在今年晚些時候進入“風險生產”階段，並將在 2022 年用於批量生產的 N4 工藝晶片。這項技術將提供比 N5 更多的 PPA (功率、效能、面積) 優勢，但保持相同的設計規則、設計基礎設施、SPICE 模擬程式和 IP。同時，由於 N4 進一步擴大了 EUV 光刻工具的使用範圍，它還減少了掩模數量、工藝步驟、風險和成本。

魏哲家說：“N4 將利用 N5 的強大基礎進一步擴大我們的 5 奈米系列技術優勢。N4 是從 N5 直接遷移過來的，具有相容的設計規則，同時為下一波 5 奈米產品提供進一步的效能、功率和密度增強。N4 的目標是今年下半年進入風險生產階段，2022 年實現批量生產。”

到 2022 年 N4 產品投入量產時，臺積電將擁有約兩年的 N5 經驗和三年的 EUV 經驗。因此，人們的預期是，其收益率將會很高。但是，即使 N4 被認為是尖端的，它也不會是臺積電明年提供的最先進製造技術。

N3 將於 2022 年下半年亮相

2022 年，臺積電將推出其全新的 N3 製造工藝，該工藝將繼續使用 FinFET 電晶體，但預計將提供一整套 PPA 改進方案。特別是，與目前的 N5 工藝相比，臺積電的 N3 承諾將效能提高 10%-15%，或者降低 25%-30% 的功耗。同時，根據結構的不同，新節點還將使電晶體密度提高 1.1 到 1.7 倍。

N3 將進一步增加 EUV 層的數量，但將繼續使用 DUV 光刻。此外，由於該技術始終在使用 FinFET，它將不需要從頭開始重新設計的新一代電子設計自動化 (EDA) 工具和開發全新的 IP，相對於三星基於 GAAFET/MBCFET 的 3GAE，這可能更具競爭優勢。

魏哲家表示：“N3 將是我們繼 N5 之後的又一次全面節點跨越，它將使用 FinFET 電晶體結構為我們的客戶提供最好的技術成熟度、效能和成本。我們的 N3 技術開發進展良好。與 N5 和 N7 相比，我們繼續看到 N3 的 HPC 和智慧手機應用客戶參與度要高得多。”

事實上，臺積電聲稱客戶對 N3 的參與度越來越高，間接地表明瞭其對 N3 寄予了厚望。魏哲家說：“N3 的風險生產預計在 2021 年啟動，量產目標是在 2022 年下半年。我們的 N3 技術推出後，將成為 PPA 和電晶體技術中最先進的代工技術。我們有信心，我們的 N5 和 N3 都將成為臺積電大規模和持久使用的節點工藝。”

超越 N3

全柵場效應電晶體 (GAAFET) 仍是臺積電發展路線圖的重要組成部分。該公司預計將在其“後 N3”技術 (大概是 N2) 中使用全新的電晶體。事實上，臺積電正處於尋找下一代材料和電晶體結構的階段，這些材料和電晶體結構將在未來許多年內使用。

臺積電在最近的年報中稱：“對於先進的 CMOS（互補金氧半導體），臺積電的 3 奈米和 2 奈米 CMOS 節點在流水線上進展順利。”此外，臺積電加強的探索性研發工作集中在 2 奈米節點、3D 電晶體、新儲存器和 Low-R 互連等領域，這些領域正在為引入許多技術平臺奠定堅實的基礎。

值得注意的是，臺積電正在 12 號工廠擴大研發能力，目前正在研發 N3、N2 和更先進的節點。

有信心超越代工行業整體增長率

總體而言，臺積電相信，其“大家的晶圓代工廠”(everyone's foundry) 戰略將使其在規模、市場份額和銷售額方面進一步增長。該公司還預計，未來將保持其技術領先地位，這對其增長至關重要。

臺積電首席財務官黃文德最近在與分析師和投資者的電話會議上表示：“我們現在預測，2021 年全年，代工行業的增長率約為 16%。對於臺積電來說，我們有信心能夠超越晶圓代工行業的整體增長，在 2021 年實現 20% 左右的增長。”

該公司擁有強大的技術路線圖，並將繼續每年推出改進的前沿節點，從而以可預測的節奏為客戶提供技術改進。

臺積電知道如何與擁有尖端節點的競爭對手以及專注於專業工藝技術的晶片製造商競爭，因此它並不認為英特爾代工服務 (IFS) 是直接的威脅，特別是因為後者主要聚焦於尖端和先進的節點。

金融分析師普遍認同臺積電的樂觀態度，主要是因為預計該公司的 N3 和 N5 節點將不會有競爭對手提供類似的電晶體密度和晶圓產能。

華興證券分析師表示：“繼英特爾今年 3 月宣佈的晶圓代工業務迴歸後，臺積電願意從 2021 年開始制定為期 3 年的 1000 億美元資本支出和研發投資計劃，這表明其有信心擴大代工領導地位。我們認為，隨著 N3 和 N5 的出現，臺積電的戰略價值也在上升：HPC 和智慧手機應用的 N5 生產活動強勁，同時與 N5 和 N7 在類似階段相比，N3 客戶的參與度更高。”