工厂三连发制程步步高 台积电的日本“叙事”

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集微网报道 在美建厂不断传来推迟、延后的消息之际,台积电在日本建厂的速度却在进入“加速度”。

除台积电在2021年官宣的熊本县工厂即将于今年投产,台积电日本子公司JASM的“二厂”蓝图也正式出台,计划于2024年底开始兴建,制程上追6nm。此外,台积电还考虑建设能够生产3nm芯片的“熊本三厂”。

工厂三连发、制程步步高,台积电究竟下的是一盘什么大棋?台积电的日本叙事会如何演绎?

“二厂和三厂”接二连三

台积电日本一厂的顺利推进,可谓开了一个好头。此厂于2021年11月宣告建厂、2022年4月动工,两年内完成建造,于2024年2月开幕,年底量产。其中,台积电占股70%,索尼约20%、丰田集团的电装约10%。规划产能为每月5.5万片12英寸晶圆,使用22/28nm至12/16nm工艺。

如果说这步棋还算是“按部就班”的话,接下来的二厂和三厂就颇有深意了。

据台积电的描述,新工厂将从今年底开始建设,并于2027年投产。随着熊本二厂投入运营,整个JASM熊本厂的产能将达到每月10万片12英寸晶圆,另外可提供6/7nm的制程技术。

不止如此,台积电已经在考虑将3nm工艺的生产拓展至日本。根据消息,台积电已经告知供应链伙伴,考虑建设可生产3nm芯片的“熊本三厂”。

对于这一新闻,一位业内人士陈宇(化名)直言,以往台积电在外地设厂一般只会转移次两代以下的节点,举例说台积电目前最先进为3nm,那么转移到日本最高只能是16nm,但现在直接宣称将3nm工艺转至日本,这非常不合情理,基本是将核心技术Know-how拱手相让了。

但从时间线来看,可能还不会那么“冒进”。集微咨询指出,台积电在日本持续建厂,在节点上需要有一个递进。现在是一厂建成了,然后年底开始建二厂,到时候三厂估计也是二厂建成开工了之后开始兴建,可能再过差不多3年左右开工,加上建设时间或是6年之后了,即便是3nm制程,界时也已不算最先进的。初步按两年一个节点计算,工艺应该在3nm节点进阶了两三代。

尽管台积电全球扩产正在落子,位于美国亚利桑那州的首家工厂计划于2025年投产,位于德国东部德累斯顿的工厂计划于2027年投产。但日本三厂连发背后,工艺从28nm到6nm再到3nm,一条涵盖成熟制程和先进工艺的“板块”悄然成形,着实值得深究。

业内专家对集微网表示,台积电海外扩张、走全球扩充之路是符合美国利益的,而台积电在日本如此大张旗鼓,另建一条排除中国在外的代工链看起来渐次成形,也再次表明美国主导不可改变。而且,在台积电在美国建厂受多重因素影响步步为艰之际,日本的基础条件相比美国更优,在日本扩建符合各方利益。

诚然,台积电日本建厂仍面临产能、盈利等挑战,但日本一个不断“升级”的先进工艺进阶路线却已在徐徐展开。

二厂志在汽车芯片?

不管3nm是不是台积电的“烟幕弹”,二厂却已板上钉钉,台积电发布公告以不超过52.62亿美元的额度增资JASM。

此外,丰田汽车还作为新投资者入股JASM,并与索尼和电装共同成为其少数股东。台积电将持有JASM的86.5%的股权,而丰田汽车、索尼和电装则将分别持有2%、6%和5.5%的股权。

值得关注的是,二厂工艺上看6nm。据规划,借由这两座晶圆厂,JASM熊本晶圆厂的每月总产能预计超过10万片12英寸晶圆,为汽车、工业、高性能计算等应用提供22/28nm、12/16nm和6/7nm的制程技术。

上述专家指出,熊本一厂主要与索尼合作,为索尼ISP代工服务;熊本二厂工艺升级到6nm,则可能与丰田汽车紧密合作研究开发自动驾驶和智能座舱芯片。

对于台积电来说,这或是双重利好。

集微咨询分析,目前汽车芯片代工最高工艺为5nm,不像手机芯片、GPU等那么极致追求最先进工艺,原因在于汽车芯片对安全性、稳定性方面要求更高,同时车规认证难度较大。

近几年台积电也在发力车规芯片,毕竟这一蕴含巨大市场机会的赛道。2020年台积电推出了基于7nm汽车设计支持平台,该平台包揽了汽车芯片设计、制造、应用、生态等全流程。2022年三季度,台积电推出5nm汽车芯片平台“N5A”。该平台针对汽车座舱和自动驾驶,符合三大汽车工艺标准。

凭借“台积电+高通”模式,在汽车芯片领域刮起一阵潮流。台积电代工的全球首款7nm汽车座舱芯片高通8155一战成名,其他厂商迅速跟进,将汽车座舱芯片快速迭代至7nm;而去年高通第四代座舱芯片骁龙8295采用5nm工艺,也再次推动着汽车芯片迭代升级。

因而日本二厂的6nm布局之中,集微咨询认为,台积电一方面可成功进入日本汽车产业供应链,丰田或提供定制化芯片支撑产能;另一方面,将车规芯片向先进工艺推进,也将持续提升台积电的“利润池”,在后续汽车芯片代工市场中占据主导。

日本代工“后发先至”

而台积电之所以在日本不断“加仓”,不得不说日本政府“给力”。

近年来,处在地缘博弈之中,加强半导体制造业回流、实现供应链自主安全成为半导体大国要务。日本政府也启动《半导体战略》,举全国之力推动代工业的发展,以重奏自己的强音。

可以说日本政府的诚意十足,巨额的补贴、拨款也实打实的听得见响。台积电CEO魏哲家10月披露财报时表示,日本工厂预计在2024年年底开始量产,日本政府已决定向第一工厂提供最多4760亿日元的补贴。有分析称,补贴达投入42%之多。

台积电还透露,这次增资将使JASM的总投资金额达到200亿美元。“熊本二厂”的资本支出大概为2万亿日元(约合130亿美元),其中日本政府考虑提供9000亿日元的补贴。

相较之下,台积电美国亚利桑那州厂却卡关在补贴与劳工问题,后延一年至2025年;德国德勒斯登厂还在选址、劳工规划等前期作业之中。台积电日本一厂的顺利开幕,某种程度也是一种“敲打”。

而且,除了台积电外,美光、三星电子、力积电等巨头也将成为日本的“座上宾”。加之日本政府还扶持了一家本土“芯片国家队”Rapidus,在着力2nm工艺量产。

在一系列组合拳的带动下,日本在先进工艺也渐呈“后来居上”之势。众所周知,在台积电投资日本前,该国能生产的最先进工艺制程仅为40nm。如今,借助于台积电的力量,日本不仅将在22/28nm至6nm工艺制程“补短”,而且还将进一步加强日本在代工制造领域的自主性和安全性。

陈宇进一步分析,日本在半导体设备和材料领域占据核心优势,在汽车芯片、传感器以及MCU等的产能需求也在走高,在补上了先进工艺这一重要“拼图”之后,预计日本在先进工艺市场将从2022年的没有显著份额提升到2027年的3%,

日本半导体工艺或将突飞猛进,对于大陆代工业来说则更是警醒,唯有举国推进先进工艺的突破才能构筑坚固的自主堡垒。

责编: 张轶群
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