台積電4nm提前試產！推汽車專用新制程，美國5nm芯片工廠已動工

芯東西6月2日報道，本週二，在台積電舉辦2021年技術論壇上，台積電宣佈4nm預計今年第3季開始試產，較先前規劃提早一季時間，3nm製程則將依計劃於2022年下半年量產。

這是台積電連續第二年採用線上形式舉行技術論壇，分享先進邏輯技術、特殊技術、3DFabric先進封裝與芯片堆疊技術等方面的最新技術進展。

會上，台積電推出車用芯片新制程技術N5A，明年第3季量產，滿足更新且更強化的汽車應用；此外，台積電還公佈支持新一代5G智能手機與WiFi 6/6e效能的N6RF製程，以及3DFabric系列技術的強化版。

一、4nm今年提前試產，3nm明年量產

先進技術進展方面，台積電於2020年領先業界量產5nm技術，其良率提升速度較7nm技術更快。

台積電5nm家族之中，與N5幾近相容設計法則的4nm加強版進一步提升效能、功耗效率和晶體管密度。4nm N4加強版的開發進度相當順利，預計於2021年第三季度開始試產。

另外，台積電首席執行官魏哲家提到，下一代3nm製程技術正在按計劃進行中，目標是在2022年下半年在位於台灣南科的Fab 18晶圓開始量產。

屆時，台積電3nm N3技術將成為全球最先進的邏輯技術，相較5nm技術，其速度提升15%，功耗降低30%，邏輯密度增加70%。

二、5nm最新成員：汽車專用製程明年見

台積電還推出了5nm家族的最新成員——N5A製程，用以滿足汽車應用對於運算能力日益增加的需求，例如支持AI駕駛輔助及數字座艙。

N5A將現今計算機使用的相同技術帶入汽車中，搭載N5的運算效能、功耗效率、邏輯密度，同時符合AEC-Q100 Grade 2嚴格的品質與可靠性要求，以及其他汽車安全與品質的標準，台積電的汽車設計實現平台也提供支持。

N5A預計於2022年第三季度問世。

不過考慮到現在汽車缺貨壓力大的主要是基於成熟製程的工藝，這種技術所生產的產品不太可能緩解目前汽車芯片短缺問題。

此外，台積電首次發佈N6RF製程，將先進的N6邏輯製程所具備的功耗、效能、面積優勢帶入到5G射頻（RF）與WiFi 6/6e解決方案。

三、台積電美國5nm芯片工廠已經動工

在當前缺芯潮蔓延、全球晶圓產能供應吃緊之際，台積電先前宣佈在美國亞利桑那州投資設立5nm廠的動向就格外引人矚目。

而根據魏哲家的説法，目前美國亞利桑那州5nm製程晶圓廠已經開始動工興建，這座投資120億美元所興建的工廠將按照時間，在2024年進行大規模量產。

為了支持先進製程的發展與量產，台積電2021年的資本支出將會達到300億美元，未來3年內總計投資將達到1000億美元。

此前為重振美國半導體製造業，美國政府已提出540億美元的補貼，用以補助相關芯片從業者。

台積電、英特爾、三星等具備先進半導體制造技術的企業都相繼宣佈將在美國投資設立晶圓廠，預計將積極爭取美國政府的相關資金補助。

路透社此前報道稱，台積電計劃在亞利桑那州的10至15年內建造多達6家工廠。

四、先進封裝：聯手AMD研發全新3D小芯片技術

台積電持續擴展由3D堆疊及先進封裝技術組成的完備3DFabric系統整合解決方案。

針對高效能運算應用，台積電將於2021年提供更大的光罩尺寸來支持InFO_oS及CoWoS封裝解決方案，運用範圍更大的佈局規劃來整合小芯片及高頻寬存儲體。

系統整合芯片之中芯片堆疊於晶圓之上（CoW）的版本預計今年完成N7對N7的驗證，並將於2022年在新的全自動化晶圓廠開始生產。

台積電推出InFO_B解決方案，將強大的行動處理器整合於輕薄精巧的封裝之中，支持行動裝置製造廠商封裝時所需的動態隨機存取存儲體堆疊。

在本週舉行的台北國際電腦展（COMPUTEX）上，AMD宣佈的全新3D小芯片先進封裝技術，即是與台積電緊密合作開發出的。

據悉，該技術將AMD創新的小芯片架構與3D堆疊結合，提供比2D小芯片高出超過200倍的互連密度，以及比現有3D封裝解決方案高出超過15倍的密度，且功耗低於現有的3D解決方案。

AMD與台積電計劃今年底前開始生產運用3D小芯片技術的未來高階運算產品，以推動高效能運算的發展，顯著提升使用者體驗。

結語：先進製程、小芯片技術成焦點

作為全球晶圓代工龍頭，台積電在先進技術方面的研發進展，足以代表世界芯片製造技術的前沿趨勢。

5nm、3nm系列以及更先進製程技術的優化升級，仍將是頂尖芯片製造商們競逐的高地。與此同時，小芯片技術正成為推動高性能芯片持續提升算力的重要產業趨勢之一。