(2021.6.7)半導(dǎo)體一周要聞－莫大康

半導(dǎo)體一周要聞

2021.5.31- 2021.6.4

1. 臺積電技術(shù)論壇揭露九大趨勢

《問芯Voice》全方位解讀臺積電包括 3nm 等高端制程進(jìn)展、特殊制程、產(chǎn)能規(guī)劃、新晶體管研究成果、新材料發(fā)現(xiàn)、全球生產(chǎn)基地布局，以及 PMIC /AR / VR 顯示技術(shù)、嵌入式新式存儲器的應(yīng)用進(jìn)度。

臺積電形容，成立 33 年來的晶圓總生產(chǎn)量超過一億片（約當(dāng)12寸），堆疊起來的高度相當(dāng)于 12 座珠穆朗瑪峰。同時，臺積電也再度強(qiáng)調(diào)，未來 3 年 1000 億美元的投資金額，絕對符合客戶需求，過去臺積電是穩(wěn)健擴(kuò)產(chǎn)，現(xiàn)在要以 5 倍的速度來建廠擴(kuò)產(chǎn)。當(dāng)數(shù)十億個裝置互相連結(jié)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)需求，極可能造成耗能的激增。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，光是資料中心就占了全球用電量的 1%，相當(dāng)于 2000 億度電，這數(shù)字超越某些國家一年的用電量。

重點(diǎn)一，2023 年 5nm 將是 2020 年產(chǎn)能 4 倍，開始進(jìn)入車用設(shè)計(jì)生態(tài)。

5nm 是 7nm 之后的另一個完整制程節(jié)點(diǎn)，且良率改善速度也創(chuàng)下新紀(jì)錄。自 2020 年量產(chǎn)以來，臺積電的 5nm 出貨超過 50 萬片。再者，4nm 是 5nm 的進(jìn)化版，PPA 獲得改善，同時也減少光罩層數(shù)，讓客戶將設(shè)計(jì)從 5nm 轉(zhuǎn)到 4nm 更簡易。4nm 制程預(yù)計(jì)在今年第三季進(jìn)入試產(chǎn)。談到 5nm，當(dāng)然要講一下美國亞利桑那州晶圓廠的進(jìn)度，該廠房為臺積電Fab 21 廠，位于鳳凰城機(jī)場的北邊，預(yù)計(jì) 2024 年開始量 5nm 制程，初期規(guī)劃單月 2 萬片產(chǎn)能。

重點(diǎn)二：EUV 量產(chǎn)關(guān)鍵：EUV Wafer Move 比機(jī)臺數(shù)量更重要

臺積電的 EUV 設(shè)備在 2020 年裝置的數(shù)量占全球 50%。不過，另一個數(shù)據(jù) EUV Wafer Move 或許更有意義，因?yàn)檫@個數(shù)字越高，也代表著越多學(xué)習(xí)和經(jīng)驗(yàn)累積，更是EUV量產(chǎn)是否成熟的重要指標(biāo)之一。而臺積電 2020 年的 EUV Wafer Move 比例卻高達(dá) 65%，比裝置比率還要高，顯見其量產(chǎn)的成熟度極高。

重點(diǎn)三：3nm 上市量產(chǎn)第一年就會達(dá)到 5nm 的兩倍以上。

臺積電的 3nm 制程架構(gòu)持續(xù)使用 FinFET 晶體管。與 5nm 相較，3nm 可提升效能 15%、功耗降低 30%、邏輯密度提高 70%，目前規(guī)劃 3nm 制程 2022 年下半在臺南 Fab 18 廠進(jìn)入量產(chǎn)。再者，臺積電也預(yù)計(jì) 3nm 量產(chǎn)第一年的客戶產(chǎn)品數(shù)量會是 5nm 的兩倍以上。

重點(diǎn)四：7nm 家族拿下 2021 年 IEEE 電子電機(jī)協(xié)會企業(yè)創(chuàng)新獎

臺積電今年 7nm 系列的產(chǎn)能將比 2018 年的 7nm 產(chǎn)能大幅成長四倍。臺積電 2018 年開始量產(chǎn) 7nm，一路發(fā)展至 2020 年，整個 7nm 家族有數(shù)十家客戶數(shù)百種產(chǎn)品生產(chǎn) 10 億顆芯片。

重點(diǎn)五：今年底 6nm 將達(dá)到 7nm 家族總產(chǎn)能的 50%。

6nm 是基于 7nm 制程的基礎(chǔ)打造，邏輯密度提稱 18%。預(yù)計(jì)到 2021 年第四季，6nm 將可達(dá)到 50% 的 7nm 總產(chǎn)能。

重點(diǎn)六：顯示器驅(qū)動芯片、電源管理芯片、圖像感測器、MCU、eNVM 五大技術(shù)趨勢分析。

特殊技術(shù)業(yè)務(wù)開發(fā)資深處長劉信生表示，特殊制程和高端制程是互補(bǔ)的、共生的。

2018 年特殊制程產(chǎn)能占整體產(chǎn)能 45%，今年將成長至 60% 比重。整體來看，今年特殊制程總產(chǎn)能會比去年成長 12%。

電源管理芯片 PMIC：制程技術(shù)從 8 寸 0.18 BCD 到 12 寸的 0.13 BCD、90  BCD、40 BCD 制程，客戶根據(jù)不同需求作選擇。

重點(diǎn)七：3D IC 時代來臨，2022 年 3DFabric 專用晶圓廠正式啟用。

臺積電提出的3DFabric概念，涵蓋所有旗下的 3D IC 技術(shù)包括Cowos、InFO、SoIC。

重點(diǎn)八：臺積電在新材料與新晶體管研發(fā)上有重要進(jìn)展。

張曉強(qiáng)指出，回顧歷史，晶體管是半導(dǎo)體技術(shù)的核心，是二十世紀(jì)最偉****明之一。晶體管架構(gòu)不斷演變下，已從二維架構(gòu)到今天 3D FinFET，而未來半導(dǎo)體架構(gòu)也會持續(xù)創(chuàng)新，例如 Nanosheet/Nanowire、GAA 進(jìn)一步提升晶體管效能。

重點(diǎn)九：復(fù)雜的 5G RF 技術(shù)帶來巨大挑戰(zhàn)，臺積電提出 N6RF 制程對應(yīng)。

2. 國產(chǎn)5G PA追上了嗎？難在哪里?

從2G PA走到了5G PA。2006年，國產(chǎn)2G PA量產(chǎn)；2011年，國產(chǎn)3G PA量產(chǎn)；2016年，國產(chǎn)4G PA量產(chǎn)；2020年是5G元年，國產(chǎn)5G PA量產(chǎn)，慧智微成為第一家與Skyworks和Qorvo同步推出產(chǎn)品的國產(chǎn)射頻PA公司。

5G PA模組面對的都是國內(nèi)頭部的手機(jī)客戶，他們對產(chǎn)品性能、可靠性、供應(yīng)鏈等的要求很高，量產(chǎn)交付質(zhì)量要求是100ppm以下。對于數(shù)字芯片來講，100ppm以下這個要求很低，但對于射頻PA來說，是很有挑戰(zhàn)的，更何況是5G PA模組產(chǎn)品，這道坎，不是所有射頻PA公司都能跨過去的。手機(jī)客戶向頭部集中，沒有原來的“小白鼠”客戶了，新產(chǎn)品導(dǎo)入手機(jī)客戶端越來越難。現(xiàn)在國內(nèi)的手機(jī)客戶，屈指可數(shù)。第一梯隊(duì)的品牌客戶有華為、小米、OPPO、vivo、榮耀、傳音等。第一梯隊(duì)的手機(jī)ODM廠家：聞泰、華勤、龍旗、中諾等。

首先，頭部手機(jī)客戶在技術(shù)上對國產(chǎn)5G PA公司不信任，技術(shù)測試更仔細(xì)，其次，手機(jī)客戶在產(chǎn)品導(dǎo)入流程上，對國產(chǎn)射頻PA也是不利的。選擇國際廠商的射頻PA，不存在對與錯，各部門是免責(zé)的。5G PA模組，選擇Skyworks和Qorvo是第一選項(xiàng)，選擇他們產(chǎn)品出了問題，對個人和部門來說，就是沒有問題。如果選擇國產(chǎn)5G PA模組，出了問題，個人和部門就會很有壓力，會承擔(dān)相應(yīng)責(zé)任。

3. 華虹半導(dǎo)體宣布12英寸90納米BCD實(shí)現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)

華虹半導(dǎo)體擁有先進(jìn)的模擬及電源管理IC工藝平臺，涵蓋0.5微米到90納米工藝節(jié)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于電源管理、工業(yè)控制、音頻功放、室內(nèi)外照明、汽車電子等領(lǐng)域，是DC-DC轉(zhuǎn)換器、AC-DC轉(zhuǎn)換器、LED照明和電池管理等產(chǎn)品的極佳工藝選擇。

BCD技術(shù)可以在單一芯片上集成雙極型器件（Bipolar）、CMOS器件和DMOS器件。BCD工藝綜合了Bipolar器件高驅(qū)動、高頻、高精度以及CMOS器件數(shù)字化、高集成度、低功耗的特性，同時還有DMOS器件抗高壓、大電流、強(qiáng)驅(qū)動的能力，被廣泛應(yīng)用于電源管理芯片的設(shè)計(jì)和制造中。

華虹宏力深耕電源管理芯片代工市場，擁有約300項(xiàng)BCD工藝相關(guān)的專利，可提供全系列BCD/CDMOS工藝，覆蓋電壓范圍從5V至700V，達(dá)到國際先進(jìn)水平。賈璐博士為在場人士詳細(xì)介紹了華虹宏力的BCD工藝平臺“組合拳”。

汽車電子領(lǐng)域出于安全考慮，要求十分嚴(yán)格。華虹宏力從SPICE模型、library與IP驗(yàn)證、以及制程可靠性測試三方面為車規(guī)級產(chǎn)品保駕護(hù)航。180nm BCD 40V工藝平臺滿足AEC-Q100 Grade 0車規(guī)級產(chǎn)品要求，正在進(jìn)行產(chǎn)品驗(yàn)證；同時，180nm BCD 60V-100V和110nm BCD+eFlash 40V等工藝平臺正在開發(fā)中，將滿足AEC-Q100 Grade 1車規(guī)級要求。通過“安全、可靠、高性能”的多種工藝平臺靈活組合，華虹宏力將為持續(xù)攀升的汽車半導(dǎo)體市場需求提供更優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

4. 加碼光刻領(lǐng)域，華為哈勃投資科益虹源

企查查顯示，6月4日，哈勃科技投資有限公司新增一家投資企業(yè)——北京科益虹源光電技術(shù)有限公司（以下簡稱“科益虹源”）。

科益虹源于2016年7月，由亦莊國投、中國科學(xué)院微電子所、國科科儀等共同出資設(shè)立，是國內(nèi)少數(shù)具備高端準(zhǔn)分子激光技術(shù)自主研究和產(chǎn)品化能力的公司，也是國家02重大專項(xiàng)“浸沒式曝光光源研制與小批量產(chǎn)品生產(chǎn)能力建設(shè)”的成果產(chǎn)業(yè)化載體。

2018年3月科益虹源自主設(shè)計(jì)開發(fā)的國內(nèi)首臺高能準(zhǔn)分子激光器順利出貨，打破了國外廠商的長期壟斷。

5. 臺積電擴(kuò)建12座晶圓廠

6. 斷根之戰(zhàn)拜登釜底抽薪，欲將中國徹底排除在關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)鏈之外

這里所說的“根”指科技之根、產(chǎn)業(yè)之根、乃至經(jīng)濟(jì)之根。芯片就是電子化、信息化的“根”！強(qiáng)迫日韓臺合作，跟中國展開“斷根”之戰(zhàn)。特別是拜登，正在布一個很大的局，要跟中國展開“斷根”之戰(zhàn)，釜底抽薪，徹底封殺中國高科技產(chǎn)業(yè)。拜登的計(jì)劃就是在美國境內(nèi)建立完整的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈，將全球5奈米以下高端芯片制造全部轉(zhuǎn)移到美國生產(chǎn)，并完全掌控和壟斷高端芯片設(shè)計(jì)和制造技術(shù)。

但即使大規(guī)模投資建廠也難以與臺積電、三星競爭，而最便利的方式就是逼迫臺積電和三星加快在美國建廠，將5奈米以下芯片全部轉(zhuǎn)到美國在生產(chǎn)；同時施壓日本半導(dǎo)體關(guān)鍵原材料企業(yè)到美國設(shè)廠。所以，拜登政府強(qiáng)迫日韓和中國臺灣將半導(dǎo)體關(guān)鍵生產(chǎn)轉(zhuǎn)移到美國，從而奪回全球半導(dǎo)體市場的主導(dǎo)權(quán)。拜登親自點(diǎn)名臺積電將5奈米以下芯片制造廠遷至美國；說了美國商務(wù)部部長雷蒙多、美國貿(mào)易代表戴琪喊話：美國最需要的就是中國臺灣芯片！ 

也說了拜登施壓臺積電整體搬遷美國，而臺積電正在美國建6座制造廠，生產(chǎn)5奈米以下高端芯片，包括即將量產(chǎn)的3奈米芯片和正在研制的2奈米芯片。拜登現(xiàn)在很著急，他知道，如果在臺積電整體搬遷美國之前，臺海發(fā)生戰(zhàn)爭，臺灣芯片制造將面臨滅頂之災(zāi)，從而導(dǎo)致全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)癱瘓，從而摧毀全球經(jīng)濟(jì)。拜登的第二個目標(biāo)盯上了三星。

臺積電和三星在芯片制造領(lǐng)域占比太高，美國公司應(yīng)該把 1/3 以上的芯片留在美國本土生產(chǎn)。

7. 日本支付185億日元與臺積電共同開發(fā)芯片制造技術(shù)

《日本經(jīng)濟(jì)新聞》報(bào)道說，日本政府將支付370億日元(3.37億美元)研究設(shè)施費(fèi)用的一半，但并沒有透露消息來源。臺積電今年2月表示，將斥資約1.78億美元在東京附近開辦一家材料研究子公司。

8. 美國540億美元芯片補(bǔ)貼或因兩黨對中國的政策有分歧而泡湯

這項(xiàng)參議院法案授權(quán) 1200 億美元用于高科技研究，另外 540 億美元用于補(bǔ)貼美國半導(dǎo)體的生產(chǎn)。在對美國芯片工廠的補(bǔ)貼上，國外公司和本土公司一視同仁。這筆資金的一個關(guān)鍵目標(biāo)是將世界上最先進(jìn)的芯片工廠帶到美國。只有臺積電和韓國三星電子公司有這樣的技術(shù)。民主黨參議員鮑勃凱西 (Bob Casey) 和共和黨參議員約翰科寧 (John Cornyn) 的另一項(xiàng)修正案則要求對美國在中國或敵對國家的任何投資進(jìn)行跨部門審查。這將標(biāo)志著美國法律的巨大變化，幾十年來，美國法律有審查入境投資的規(guī)定，但從沒向?qū)ν馔顿Y進(jìn)行審查。

9. 第一季全球前十大封測業(yè)者營收達(dá)71.7億美元

10. 臺灣半導(dǎo)體產(chǎn)值

11. 三巨頭先進(jìn)制程競賽

12. 美國政府?dāng)U大涉軍中企貿(mào)易黑名單至59家！8月2日生效（附全名單）

美國拜登總統(tǒng)于當(dāng)?shù)貢r間周四簽署了一項(xiàng)行政命令，禁止美國實(shí)體投資數(shù)十家據(jù)稱與國防或監(jiān)控技術(shù)部門有聯(lián)系的中國公司，美國政府稱此舉擴(kuò)大了特朗普時代有法律缺陷的命令的范圍。拜登維持強(qiáng)硬對華政策，針對國防、相關(guān)物資或監(jiān)控技術(shù)類產(chǎn)業(yè)，擴(kuò)大涉軍中企貿(mào)易黑名單，從特朗普時代的 48 家增至 59 家。該禁令寬限期為 60 天，美東時間 8 月 2 日凌晨零時 1 分正式生效，投資者將有一年的緩沖期來完全撤資。

13. SEMI：今年Q1半導(dǎo)體制造設(shè)備全球銷售額同比增長51%

6月3日，半導(dǎo)體行業(yè)國際團(tuán)體SEMI發(fā)布數(shù)據(jù)稱，2021年1-3月半導(dǎo)體制造設(shè)備的全球銷售額同比增長51%，達(dá)到235億美元。隨著半導(dǎo)體存儲器的行情復(fù)蘇，韓國和中國的大型半導(dǎo)體廠商的設(shè)備投資變得活躍。

按國別來看，韓國為73億美元，成為世界最大市場，中國為59億美元，排在第2位。在這兩大市場，韓國三星電子和SK海力士等大型半導(dǎo)體廠商都在為增產(chǎn)存儲器而展開積極投資。中國企業(yè)也在加快增長，紫光集團(tuán)旗下的長江存儲科技(YMTC)等宣布在世界最尖端水平的技術(shù)開發(fā)方面取得成功。

此前，外媒援引國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會（SEMI）的數(shù)據(jù)報(bào)道稱，去年芯片制造商在8英寸晶圓廠的設(shè)備支出方面，超過了30億美元。SEMI指出，今年全球芯片制造商在8英寸晶圓廠設(shè)備方面的支出，將達(dá)到40億美元，較去年的30億美元增加明顯。

14. 華為正式發(fā)布HarmonyOS 2

6月2日晚，華為正式發(fā)布HarmonyOS 2及多款搭載HarmonyOS 2的新產(chǎn)品。據(jù)新華社報(bào)道，這也意味著“搭載HarmonyOS（鴻蒙）的手機(jī)”已經(jīng)變成面向市場的正式產(chǎn)品。此前華為表示，HarmonyOS 是新一代的智能終端操作系統(tǒng)，為不同設(shè)備的智能化、互聯(lián)與協(xié)同提供了統(tǒng)一的語言。帶來簡捷、流暢、連續(xù)、安全可靠的全場景交互體驗(yàn)。

15. Gartner預(yù)測全球芯片供應(yīng)短缺將持續(xù)到2022年第二季度

Gartner首席研究分析師Kanishka Chauhan表示：“半導(dǎo)體供應(yīng)短缺將嚴(yán)重?cái)_亂供應(yīng)鏈并將在2021年制約多種電子設(shè)備的生產(chǎn)。芯片代工廠正在提高芯片的價(jià)格，而芯片公司也因此提高設(shè)備的價(jià)格?！?/p>

大多數(shù)類別的設(shè)備供應(yīng)短缺預(yù)計(jì)將持續(xù)到2022年第二季度（見圖一），而基板產(chǎn)能限制可能會延長到2022年第四季度。

16. 首發(fā)6nm RF制程美國晶圓廠已開工，臺積電線上技術(shù)論壇透露了哪些重要信息？

5nm制程技術(shù)于2020年領(lǐng)先業(yè)界量產(chǎn)，目前已超過50萬片。臺積電指出，因應(yīng)客戶強(qiáng)勁需求，2023年包括4nm的5nm系列制程產(chǎn)能將會比2020年大幅成長超過4倍。

4nm制程技術(shù)的開發(fā)進(jìn)度相當(dāng)順利，預(yù)計(jì)于2021年第3季開始試產(chǎn)，較原先規(guī)劃于2021年第4季試產(chǎn)提早了一季時間。

3nm制程技術(shù)將依原訂計(jì)劃于2022年下半年量產(chǎn)，屆時將成為全球最先進(jìn)的邏輯技術(shù)。相較于5納米制程技術(shù)，3納米制程速度增快15%，功耗降低達(dá)30%，邏輯密度增加達(dá)70%。

17. TSMC近5季技術(shù)平臺銷售占比

18. 2020年全球模擬IC前十排名

19. 2020全球主要產(chǎn)業(yè)半導(dǎo)體芯片采購金額

20. 華為投資光刻機(jī)公司 鴻蒙接入三大****系統(tǒng)

華為旗下的哈勃投資公司開始投資光刻機(jī)領(lǐng)域了，入股了由中科院微電子所控股的科益虹源公司。

目前有三大****已經(jīng)宣布支持HarmonyOS，其中包含了廣發(fā)****（****）、中國****和中信****（****），對此，廣發(fā)****表示，廣發(fā)正式成為華為鴻蒙OS生態(tài)首批成員，作為****業(yè)率先適配鴻蒙系統(tǒng)的****應(yīng)用，全力支持操作系統(tǒng)國產(chǎn)化，而中國****也表示，攜手華為鴻蒙邁入“原子化服務(wù)”時代。

21. 鴻蒙不再屬于華為，工信部正式接手

近日，由華為自主研發(fā)的鴻蒙系統(tǒng)正式發(fā)布，自此，中國宣告打破安卓在國內(nèi)的長期壟斷。這原本是一件可喜的事，但鴻蒙系統(tǒng)的誕生卻遭到了友商的冷嘲熱諷。任正非作為一位格局遠(yuǎn)大的企業(yè)家，當(dāng)然不希望歷經(jīng)8年才完善的鴻蒙系統(tǒng)只在自家設(shè)備上使用，為了讓鴻蒙走進(jìn)市場競爭，華為做了一個讓國人熱血沸騰的決定。

華為宣布捐贈鴻蒙

鴻蒙系統(tǒng)作為中國第一款手機(jī)操作系統(tǒng)，要想獲得市場，必須先獲得國產(chǎn)手機(jī)商的支持，但是如今友商都有顧慮，擔(dān)心使用鴻蒙系統(tǒng)后引火上身，于是，任正非對癥下****，決定讓華為與鴻蒙脫離關(guān)系。近日，華為已經(jīng)決定將鴻蒙系統(tǒng)底層核心架構(gòu)捐贈給“開放原子開源基金會”，據(jù)悉，這個基金會組織是由工信部主導(dǎo)成立，此決定生效后，鴻蒙將不再屬于華為，而是歸國家所有。

22. 臺積電夜鷹部隊(duì)

它是張忠謀在2014年提出的加快研發(fā)的措施,要求工程師以24小時“息人不停機(jī)”方式連續(xù)作業(yè),加速10納米制程的量產(chǎn)。盡管加入夜鷹部隊(duì)的員工底薪加30%,分紅加50%,但是這樣的艱苦卓絕精神值得欣佩。當(dāng)時流行一句話，十萬青年,十萬肝,臺積電輪班救臺灣。