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晶圓5nm技術(shù) 在過去的一年里，臺積電的5nm研發(fā)節(jié)奏很快，該公司在2019年三月進入了風(fēng)險試產(chǎn)階段，據(jù)說試產(chǎn)良率可以達到40%，而在今年的第二季度，就可以實現(xiàn)大規(guī)模的量產(chǎn)。面對這一商機，全球5nm產(chǎn)業(yè)鏈上的相關(guān)廠商都繃緊了神經(jīng)，要么爭取分一杯羹，要么爭取產(chǎn)能。 因此，關(guān)注的焦點都聚集到了臺積電身上。據(jù)悉，該公司將今年資本支出提升到了150億～160億美元，除了用于擴充7nm產(chǎn)能外，更重要的就是完成5nm量產(chǎn)及產(chǎn)能建置。按照計劃，臺積電將在第二季度進入5nm量產(chǎn)階段，第三季度以最快速度提升產(chǎn)能，下半年5nm產(chǎn)能提升速度及幅度有望創(chuàng)下該公司產(chǎn)能新紀(jì)錄。 到了5nm階段，臺積電的投資額進一步攀升，16nm制程下，1萬片產(chǎn)能投資約15億美元，7nm制程下，1萬片產(chǎn)能投資估計30億美元，而5nm制程1萬片產(chǎn)能投資估計達到了50億美元。 與7nm相比，高精尖的5nm對所涉及的供應(yīng)鏈要求更高，無論是上游的半導(dǎo)體制造設(shè)備商，還是與臺積電制造相關(guān)的原材料、零部件及服務(wù)商，或是芯片封測廠，以及相關(guān)的人才需求，都提出了更高的要求，同時也蘊藏著可觀的商機。各路諸侯摩拳擦掌，都在圍繞臺積電展示著各自的實力。 設(shè)備 為了盡快實現(xiàn)5nm量產(chǎn)并提升產(chǎn)能和良率，在過去的一年里，臺積電一直在加快購買半導(dǎo)體制造設(shè)備，涉及的廠商主要有ASML、KLA、應(yīng)用材料、中微半導(dǎo)體等，他們供應(yīng)的光刻機、蝕刻機等都是制造芯片的重要設(shè)備。 2019年1-11月，臺積電的半導(dǎo)體制造設(shè)備采購金額達105億美元，同比增長了46%。今年，臺積電的設(shè)備采購量將集中在6-9月，這四個月內(nèi)采購額將占全年的2/3，主要就是用于擴充5nm制程的產(chǎn)能。 據(jù)悉，全球排名前五的半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)商在臺積電采購中占比達75%，其中，ASML占比1/3，是第一大設(shè)備供應(yīng)商。據(jù)統(tǒng)計，去年臺積電設(shè)備采購中，ASML光刻機等設(shè)備金額約為34億美元，占臺積電總采購額的33%，其次是應(yīng)用材料，采購額約為17億美元，占比16%，TEL約12億美元，占11%，Lam Research為10億美元，占臺積電采購額的9%，迪恩士占5%，KLA占4%。 ASML 目前，全球僅有ASML一家公司掌握著EUV光刻機的核心技術(shù)，這也是5nm制程必需的設(shè)備，但EUV光刻機的成本十分高昂，每臺售價高達1.2億美元，幾乎是DUV光刻機價格的2倍。 根據(jù)ASML公司發(fā)布的財報，2019全年共出貨了26臺EUV光刻機，預(yù)計2020年將交付35臺EUV光刻機，2021年則會達到45-50臺的交付量。這其中很大一部分都供給了臺積電，用于擴充5nm，以及7nm產(chǎn)能。 中微半導(dǎo)體 除光刻機之外，蝕刻機也是5nm制程工藝不可缺少的，目前，全球高端刻蝕機玩家僅剩下應(yīng)用材料、Lam Research、東京電子和中微半導(dǎo)體，而通過臺積電5nm工藝認(rèn)證的則更少。 在這個領(lǐng)域，中國大陸的中微半導(dǎo)體取得了可喜的進步，其5nm蝕刻機已經(jīng)打入臺積電供應(yīng)鏈。 中微半導(dǎo)體主要生產(chǎn)蝕刻機、MOCVD等設(shè)備，它們與光刻機被稱為半導(dǎo)體制造三大關(guān)鍵設(shè)備，而中微的5nm等離子蝕刻機已經(jīng)具備了國際競爭力。等離子刻蝕機是芯片制造中的關(guān)鍵設(shè)備，用來在芯片上進行微觀雕刻，每個線條和深孔的加工精度都是頭發(fā)絲直徑的幾千分之一到上萬分之一，精度控制要求非常高。 先進的蝕刻機售價也要數(shù)百萬美元，而且一條生產(chǎn)線要使用多臺蝕刻機，對于賣方來說，總價值很可觀。 制造 目前，有5nm芯片制造能力的只有臺積電一家，該公司也是產(chǎn)業(yè)鏈的核心。 根據(jù)臺積電的規(guī)劃，南科14廠和18廠分別專注于12nm和16nm制程技術(shù)，以及5nm和 3nm技術(shù)，而中科15廠則負(fù)責(zé)28nm和7nm制程技術(shù)。 臺積電的5nm晶圓廠從2018年開始啟動，有5000多名工作人員日夜趕工，廠房建置完成后，于2019年初進入設(shè)備安裝階段，并在去年第二季度進行了風(fēng)險試產(chǎn)。據(jù)悉，5nm制程設(shè)備的搬入速度，幾乎是以“平均每1.5個小時搬入一臺”的進度入廠，臺積電在全力推動5 nm晶圓廠進入生產(chǎn)狀態(tài)。 |
