数年前,位于中国台湾新竹科学园区的台积电宝山工厂的建设正式启动,旨在满足市场对先进半导体技术的迫切需求。该工厂主要承担2nm及更先进制程工艺的生产任务,计划分阶段建设多个晶圆厂(如P1至P4),以逐步扩大2nm工艺的产能。
截至2025年1月,台积电宝山工厂已经成功启动了每月5000片2nm工艺晶圆的小规模生产。在试生产过程中,宝山工厂取得了60%的良品率,大幅超越了公司内部的预期目标。为了满足不断增长的市场需求,台积电计划在未来几年内逐步提升宝山工厂的产能,预计到2025年晚些时候,2nm晶圆月产量将提升至50000片,到2026年将达到80000片。
台积电宝山工厂采用GAA(全栅极环绕)晶体管架构,相比传统的FinFET架构,GAA在性能和功耗方面有望实现飞跃性的进步。宝山工厂还在研发更先进的制程工艺,如1.4nm等,以持续保持技术领先地位。在封装方面,该工厂采用SoIC、InFO、CoWoS等先进的3D封装技术,以提升芯片的整体性能和功耗表现。
伴随着技术的升级,晶圆的生产成本也相应攀升。据业界估算,2nm晶圆的单价将达到3万美元,较之前的N3工艺上涨了70%。
尽管成本上升,但2nm工艺的技术应用需求强劲。目前,英伟达、AMD等都已表达了对2nm工艺的兴趣和需求。苹果即将推出的新一代处理器A20,也将采用台积电最新的2nm工艺制造,并采用SoIC这一先进封装技术。苹果的选择无疑为2nm工艺的市场应用开了个好头。
SoIC先进封装技术是由台积电率先推出的一种创新的多芯片堆叠技术,旨在克服传统封装技术的局限性,满足市场对更高运算效率、更丰富资料带宽、更高功能封装密度、更低通信延迟以及更低功耗的需求。其核心想法是将不同功能、不同尺寸、不同节点的晶粒进行垂直堆叠,形成一个整合度极高的SoC系统。
台积电SoIC的首发客户是AMD,其最新AI芯片产品正处于量产阶段,并计划在未来采用SoIC技术提升芯片性能。
台积电宝山工厂的建设和运营,不仅巩固了台积电在全球半导体行业的领先地位,也进一步提升了台湾地区在全球半导体产业链中的重要性。