1000億美元，臺積電將建3座新晶圓廠+2座先進(jìn)封裝設(shè)施

3月4日，臺積電宣布有意增加1000億美元（當(dāng)前約7288.74億元人民幣）投資于美國先進(jìn)半導(dǎo)體制造。這筆資金將用于在美興建3座新晶圓廠、2座先進(jìn)封裝設(shè)施，以及1間主要研發(fā)團(tuán)隊(duì)中心。據(jù)悉，臺積電此前在美建設(shè)項(xiàng)目僅包括晶圓廠和設(shè)計(jì)服務(wù)中心，此次新投資補(bǔ)充了配套的先進(jìn)后端制造能力。

臺積電董事長兼總裁魏哲家表示，我們擬增加1000億美元投資于美國半導(dǎo)體制造，這讓我們的計(jì)劃投資總額達(dá)到1650億美元。結(jié)合該消息可知，此前臺積電在亞利桑那州的650億美元投資僅覆蓋三座晶圓廠，而新增的1000億美元投資將額外建設(shè)三座晶圓廠，使臺積電在美國的總晶圓廠數(shù)量達(dá)到六座，并加上2座先進(jìn)封裝設(shè)施，總投資額增至1650億美元。

圖片來源：臺積電

先進(jìn)封裝：大廠技術(shù)布局與合作新篇

臺積電計(jì)劃興建的3座晶圓廠和2座先進(jìn)封裝設(shè)施選址備受關(guān)注。目前雖未完全敲定具體地址，但從其過往在亞利桑那州建設(shè)晶圓廠的經(jīng)驗(yàn)來看，新廠大概率也會落子在美國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)域，以便獲取人才、技術(shù)以及上下游產(chǎn)業(yè)鏈配套的便利。

此前，臺積電和Amkor安靠共同宣布，雙方已簽署合作備忘錄，安靠將為臺積電美國亞利桑那州廠房提供先進(jìn)封裝測試服務(wù)，包括InFO和CoWoS，以滿足共同客戶的產(chǎn)能需求。近期Amkor官方最新消息顯示，該公司正在建設(shè)和TSMC Arizona配套的高級封測產(chǎn)能。

對于臺積電此番建設(shè)新的封裝廠是否會與安靠廠房形成新的競爭，行業(yè)更多的觀點(diǎn)趨向于不會，雙方在未來或會形成更密切的合作。主要原因方面，一是當(dāng)前先進(jìn)封裝產(chǎn)能市場缺口較大，隨著人工智能、高性能計(jì)算等領(lǐng)域的迅猛發(fā)展，對先進(jìn)芯片的需求呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長。

從需求端來看，云服務(wù)巨頭如亞馬遜AWS、微軟、谷歌、Meta等，對大型、高性能芯片的需求極為旺盛。這些企業(yè)在大數(shù)據(jù)處理、云計(jì)算、人工智能算法訓(xùn)練等業(yè)務(wù)上的持續(xù)拓展，需要大量具備強(qiáng)大算力的芯片來支撐。譬如英偉達(dá)的多款高性能芯片對于CoWoS封裝需求較大，AMD的MI300系列加速器在將CPU和GPU組合時(shí)采用了SOIC技術(shù)，之后在集成高帶寬內(nèi)存（HBM）時(shí)運(yùn)用CoWoS技術(shù)等。

另一方面，則是先進(jìn)封裝市場廣闊，臺積電與安靠及日月光合作密切，分工合作，正在共同推動(dòng)先進(jìn)封裝適配市場需求。行業(yè)消息最新顯示，臺積電已將CoWoS前段關(guān)鍵CoW制程、后段WoS制程委外給了日月光投控旗下矽品精密以及Amkor承接。市場預(yù)計(jì)，隨著先進(jìn)封裝產(chǎn)能缺口持續(xù)擴(kuò)大，日月光、安靠等將接受更多臺積電先進(jìn)封裝的外溢訂單。

而從臺積電自己的“晶圓代工2.0”生態(tài)模式看，其已將包含封裝、測試、光罩等邏輯IC制造相關(guān)領(lǐng)域納入其晶圓代工業(yè)務(wù)范疇，晶圓代工和先進(jìn)封裝的聯(lián)系日益密切。并且基于當(dāng)代摩爾定律放緩，先進(jìn)制程亟需破圈時(shí)刻，先進(jìn)封裝更需接棒，臺積電更會扭好先進(jìn)封裝和先進(jìn)制程兩股繩，共同推動(dòng)芯片性能提升。

除了臺積電以外，近期晶圓代工大廠格芯（GlobalFoundries）宣布，已在紐約馬耳他晶圓廠建造先進(jìn)封裝和測試設(shè)施，以滿足硅光子學(xué)等關(guān)鍵終端市場芯片需求，預(yù)計(jì)設(shè)施投資5.75億美元。該項(xiàng)目受到官方支持，美國紐約州政府將提供2000萬美元的資金助力，此前美國商務(wù)部依據(jù)《芯片法案》已向格芯撥付15億美元的直接撥款，還有16億美元的貸款，部分資金也將用于支援此項(xiàng)計(jì)劃。

日月光方面，其近日則宣布，決定投入2億美元在中國臺灣高雄設(shè)立面板級扇出型封裝（FOPLP）量產(chǎn)線，預(yù)計(jì)今年第2季和第3季裝機(jī)，年底試產(chǎn)，若順利將于明年開始為客戶認(rèn)證。另外，其在馬來西亞檳城第四廠和第五廠也在近日舉行了啟用典禮。

力成科技在日本的子公司Tera Probe也于今年1月末宣布，將在日本九州熊本縣投入50億日元（約合人民幣2.4億元），用于半導(dǎo)體檢測和量產(chǎn)測業(yè)務(wù)。資料顯示，力成科技擁有先進(jìn)的晶圓級封裝技術(shù)，如FCCSP技術(shù)、BGA封裝技術(shù)、QFN封裝技術(shù)、SiP技術(shù)等。

安靠科技(Amkor Technology)旗下的越南安靠科技計(jì)劃將其北寧工廠的年產(chǎn)能從12億片翻倍至36億片。據(jù)悉，該公司自去年9月開始就在持續(xù)擴(kuò)建，據(jù)悉新廠擴(kuò)建后將更加專注于先進(jìn)的系統(tǒng)級封裝 (SiP) 和HBM內(nèi)存集成，并將提供從設(shè)計(jì)到電氣測試的交鑰匙解決方案。

先進(jìn)制程：多方工藝突破與競爭角逐

公開資料顯示，臺積電目前規(guī)劃在亞利桑那州建設(shè)三座晶圓廠，總投資額高達(dá)650億美元。其中第一座晶圓廠已于2024年第四季度開始大規(guī)模生產(chǎn)4nm工藝（N4P）芯片。

第二座晶圓廠方面，據(jù)臺積電供應(yīng)鏈獲悉，未來將供應(yīng)3nm產(chǎn)能的TSMC Arizona第二晶圓廠目前已完成主體廠房建設(shè)，正進(jìn)行內(nèi)部無塵室和機(jī)電整合工程，預(yù)計(jì)2026年一季度末開始工藝設(shè)備安裝。從時(shí)間表來看第二晶圓廠有望2026年底試產(chǎn)，2027下半年量產(chǎn)，進(jìn)度快于此前公布的2028年投產(chǎn)。

第三座晶圓廠建設(shè)上，早在2月中上旬，臺積電發(fā)布新聞稿時(shí)就表示，臺積電計(jì)劃在亞利桑那菲尼克斯建設(shè)的第三晶圓廠Fab 21p將于今年年中動(dòng)工。該晶圓廠將包含2nm和A16節(jié)點(diǎn)制程工藝，原計(jì)劃該廠將于2029年末投產(chǎn)，隨著動(dòng)工時(shí)間提前，目前有望提前至2027年初試產(chǎn)、2028年量產(chǎn)。

據(jù)悉，臺積電在此次新增的1000億美元投資中明確提到，新增3座晶圓廠將采用“2nm或更先進(jìn)制程”，預(yù)計(jì)2029~2030年間量產(chǎn)。具體信息還有待進(jìn)一步披露。

值得注意的是，近日據(jù)行業(yè)媒體最新消息，臺積電在日本熊本縣的第二座晶圓廠，原計(jì)劃2025年一季度動(dòng)工，現(xiàn)調(diào)整為2025年內(nèi)動(dòng)工，盡管2027年底投產(chǎn)的目標(biāo)保持不變，但這已是該項(xiàng)目第二次推遲動(dòng)工時(shí)間，此前已從2024年延至2025年一季度。

對此，行業(yè)人士消息顯示，臺積電日本工廠動(dòng)工時(shí)間調(diào)整或受到其全球晶圓廠建設(shè)進(jìn)程有所側(cè)重影響，即優(yōu)先推動(dòng)美國晶圓廠建設(shè)，而后再推動(dòng)日本工廠建設(shè)。

近期，業(yè)界傳出臺積電新竹寶山廠今年內(nèi)2納米制程月產(chǎn)能有機(jī)會達(dá)2.5萬片，對此臺積電雖不予評論，但強(qiáng)調(diào)2納米制程技術(shù)進(jìn)展良好，將如期在今年下半年量產(chǎn)。市場預(yù)期，順利量產(chǎn)后，臺積電新竹與高雄兩地會加快提升2納米制程月產(chǎn)能，年底前合計(jì)上看5萬片，若第二階段進(jìn)展順利，有機(jī)會邁向8萬片。

在先進(jìn)制程領(lǐng)域，值得關(guān)注的還有英特爾。近日，英特爾宣布其位于俄亥俄州的尖端芯片制造基地投產(chǎn)時(shí)間大幅推遲。據(jù)悉，這座于2022年宣布建設(shè)的芯片廠，原計(jì)劃2025年投產(chǎn)，初期投資約280億美元，總投資高達(dá)約1000億美元。如今這座晶圓工廠投產(chǎn)時(shí)間從原計(jì)劃的2025年推遲至2030年，第二座工廠預(yù)計(jì)延至2032年投產(chǎn)。

公開資料顯示，這已經(jīng)是該項(xiàng)目的第二次延期，此前在2024年3月，英特爾曾將完工時(shí)間從2025年調(diào)整至2026~2027年。英特爾全球運(yùn)營執(zhí)行副總裁錢德拉塞卡蘭表示，延期決策基于“市場需求匹配”和“資本開支優(yōu)化”的雙重考量。

在技術(shù)層面，英特爾一直在努力追趕先進(jìn)制程工藝。其18A制程芯片備受業(yè)界關(guān)注。今年2月下旬，英特爾宣布，其18A制程節(jié)點(diǎn)（1.8納米）已經(jīng)準(zhǔn)備就緒，并計(jì)劃在今年上半年開始設(shè)計(jì)定案。

英特爾硅光子集團(tuán)首席項(xiàng)目經(jīng)理Joseph Bonetti近日在LinkedIn軟件上發(fā)文稱，英特爾將憑借Intel 18A與High-NA EUV重新奪回工藝技術(shù)領(lǐng)先地位，且英偉達(dá)和博通都在與英特爾進(jìn)行制造測試。另外，AMD也在評估英特爾的18A制造工藝是否適合其需求。此前該公司就表示，公司已經(jīng)與微軟和亞馬遜簽署了基于18A生產(chǎn)芯片的協(xié)議。

據(jù)悉，英特爾18A制程相較于英特爾3nm制程，可將芯片密度提升30%，并提高每瓦性能約15%。英特爾計(jì)劃將18A制程應(yīng)用于即將推出的Panther Lake筆電處理器與Clearwater Forest服務(wù)器CPU。

公開資料顯示，英特爾18A制程的兩大關(guān)鍵技術(shù)為RibbonFET全環(huán)繞柵極晶體管和PowerVia背面供電技術(shù)。RibbonFET實(shí)現(xiàn)全環(huán)繞柵極（GAA）架構(gòu)，與傳統(tǒng)鰭式場效晶體管（FinFET）相比，能更精準(zhǔn)控制電流，降低功耗與漏電，且通過垂直堆疊晶體管溝道，減少空間占用，提升性能并賦予芯片設(shè)計(jì)更高靈活性。

PowerVia背面供電技術(shù)改變芯片布線邏輯，實(shí)現(xiàn)電源線與互連線分離，使晶體管供電路徑更直接，減少信號串?dāng)_與功耗，測試顯示其可將平臺電壓降低優(yōu)化30%，還能提升芯片內(nèi)部空間利用率，實(shí)現(xiàn)6%的頻率增益和超90%的標(biāo)準(zhǔn)單元利用率。據(jù)悉，英特爾還計(jì)劃在Intel 18A之后推出采用High-NAEUV光刻技術(shù)的Intel 14A制程，進(jìn)一步推動(dòng)晶體管微縮。

近日英特爾深陷分拆疑云，行業(yè)多方消息表示，臺積電和美國博通或許會分別接手其制造業(yè)務(wù)和設(shè)計(jì)營銷業(yè)務(wù)。對此消息，三方均未明確回應(yīng)。此番英特爾能否依托其在先進(jìn)制程上的破局扭轉(zhuǎn)局勢，市場還在持續(xù)關(guān)注。