(2021.6.7)半導體一周要聞－莫大康

半導體一周要聞

2021.5.31- 2021.6.4

1. 臺積電技術論壇揭露九大趨勢

《問芯Voice》全方位解讀臺積電包括 3nm 等高端制程進展、特殊制程、產能規劃、新晶體管研究成果、新材料發現、全球生產基地布局，以及 PMIC /AR / VR 顯示技術、嵌入式新式存儲器的應用進度。

臺積電形容，成立 33 年來的晶圓總生產量超過一億片（約當12寸），堆疊起來的高度相當于 12 座珠穆朗瑪峰。同時，臺積電也再度強調，未來 3 年 1000 億美元的投資金額，絕對符合客戶需求，過去臺積電是穩健擴產，現在要以 5 倍的速度來建廠擴產。當數十億個裝置互相連結產生的數據需求，極可能造成耗能的激增。根據統計，光是資料中心就占了全球用電量的 1%，相當于 2000 億度電，這數字超越某些國家一年的用電量。

重點一，2023 年 5nm 將是 2020 年產能 4 倍，開始進入車用設計生態。

5nm 是 7nm 之后的另一個完整制程節點，且良率改善速度也創下新紀錄。自 2020 年量產以來，臺積電的 5nm 出貨超過 50 萬片。再者，4nm 是 5nm 的進化版，PPA 獲得改善，同時也減少光罩層數，讓客戶將設計從 5nm 轉到 4nm 更簡易。4nm 制程預計在今年第三季進入試產。談到 5nm，當然要講一下美國亞利桑那州晶圓廠的進度，該廠房為臺積電Fab 21 廠，位于鳳凰城機場的北邊，預計 2024 年開始量 5nm 制程，初期規劃單月 2 萬片產能。

重點二：EUV 量產關鍵：EUV Wafer Move 比機臺數量更重要

臺積電的 EUV 設備在 2020 年裝置的數量占全球 50%。不過，另一個數據 EUV Wafer Move 或許更有意義，因為這個數字越高，也代表著越多學習和經驗累積，更是EUV量產是否成熟的重要指標之一。而臺積電 2020 年的 EUV Wafer Move 比例卻高達 65%，比裝置比率還要高，顯見其量產的成熟度極高。

重點三：3nm 上市量產第一年就會達到 5nm 的兩倍以上。

臺積電的 3nm 制程架構持續使用 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%，目前規劃 3nm 制程 2022 年下半在臺南 Fab 18 廠進入量產。再者，臺積電也預計 3nm 量產第一年的客戶產品數量會是 5nm 的兩倍以上。

重點四：7nm 家族拿下 2021 年 IEEE 電子電機協會企業創新獎

臺積電今年 7nm 系列的產能將比 2018 年的 7nm 產能大幅成長四倍。臺積電 2018 年開始量產 7nm，一路發展至 2020 年，整個 7nm 家族有數十家客戶數百種產品生產 10 億顆芯片。

重點五：今年底 6nm 將達到 7nm 家族總產能的 50%。

6nm 是基于 7nm 制程的基礎打造，邏輯密度提稱 18%。預計到 2021 年第四季，6nm 將可達到 50% 的 7nm 總產能。

重點六：顯示器驅動芯片、電源管理芯片、圖像感測器、MCU、eNVM 五大技術趨勢分析。

特殊技術業務開發資深處長劉信生表示，特殊制程和高端制程是互補的、共生的。

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

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

重點七：3D 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 技術包括Cowos、InFO、SoIC。

重點八：臺積電在新材料與新晶體管研發上有重要進展。

張曉強指出，回顧歷史，晶體管是半導體技術的核心，是二十世紀最偉****明之一。晶體管架構不斷演變下，已從二維架構到今天 3D FinFET，而未來半導體架構也會持續創新，例如 Nanosheet/Nanowire、GAA 進一步提升晶體管效能。

重點九：復雜的 5G RF 技術帶來巨大挑戰，臺積電提出 N6RF 制程對應。

2. 國產5G PA追上了嗎？難在哪里?

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

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

首先，頭部手機客戶在技術上對國產5G PA公司不信任，技術測試更仔細，其次，手機客戶在產品導入流程上，對國產射頻PA也是不利的。選擇國際廠商的射頻PA，不存在對與錯，各部門是免責的。5G PA模組，選擇Skyworks和Qorvo是第一選項，選擇他們產品出了問題，對個人和部門來說，就是沒有問題。如果選擇國產5G PA模組，出了問題，個人和部門就會很有壓力，會承擔相應責任。

3. 華虹半導體宣布12英寸90納米BCD實現規模量產

華虹半導體擁有先進的模擬及電源管理IC工藝平臺，涵蓋0.5微米到90納米工藝節點，可廣泛應用于電源管理、工業控制、音頻功放、室內外照明、汽車電子等領域，是DC-DC轉換器、AC-DC轉換器、LED照明和電池管理等產品的極佳工藝選擇。

BCD技術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器件高驅動、高頻、高精度以及CMOS器件數字化、高集成度、低功耗的特性，同時還有DMOS器件抗高壓、大電流、強驅動的能力，被廣泛應用于電源管理芯片的設計和制造中。

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

汽車電子領域出于安全考慮，要求十分嚴格。華虹宏力從SPICE模型、library與IP驗證、以及制程可靠性測試三方面為車規級產品保駕護航。180nm BCD 40V工藝平臺滿足AEC-Q100 Grade 0車規級產品要求，正在進行產品驗證；同時，180nm BCD 60V-100V和110nm BCD+eFlash 40V等工藝平臺正在開發中，將滿足AEC-Q100 Grade 1車規級要求。通過“安全、可靠、高性能”的多種工藝平臺靈活組合，華虹宏力將為持續攀升的汽車半導體市場需求提供更優質服務。

4. 加碼光刻領域，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——北京科益虹源光電技術有限公司（以下簡稱“科益虹源”）。

科益虹源于2016年7月，由亦莊國投、中國科學院微電子所、國科科儀等共同出資設立，是國內少數具備高端準分子激光技術自主研究和產品化能力的公司，也是國家02重大專項“浸沒式曝光光源研制與小批量產品生產能力建設”的成果產業化載體。

2018年3月科益虹源自主設計開發的國內首臺高能準分子激光器順利出貨，打破了國外廠商的長期壟斷。

5. 臺積電擴建12座晶圓廠

6. 斷根之戰拜登釜底抽薪，欲將中國徹底排除在關鍵產業鏈之外

這里所說的“根”指科技之根、產業之根、乃至經濟之根。芯片就是電子化、信息化的“根”！強迫日韓臺合作，跟中國展開“斷根”之戰。特別是拜登，正在布一個很大的局，要跟中國展開“斷根”之戰，釜底抽薪，徹底封殺中國高科技產業。拜登的計劃就是在美國境內建立完整的半導體產業鏈，將全球5奈米以下高端芯片制造全部轉移到美國生產，并完全掌控和壟斷高端芯片設計和制造技術。

但即使大規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到美國在生產；同時施壓日本半導體關鍵原材料企業到美國設廠。所以，拜登政府強迫日韓和中國臺灣將半導體關鍵生產轉移到美國，從而奪回全球半導體市場的主導權。拜登親自點名臺積電將5奈米以下芯片制造廠遷至美國；說了美國商務部部長雷蒙多、美國貿易代表戴琪喊話：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5奈米以下高端芯片，包括即將量產的3奈米芯片和正在研制的2奈米芯片。拜登現在很著急，他知道，如果在臺積電整體搬遷美國之前，臺海發生戰爭，臺灣芯片制造將面臨滅頂之災，從而導致全球半導體產業癱瘓，從而摧毀全球經濟。拜登的第二個目標盯上了三星。

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

7. 日本支付185億日元與臺積電共同開發芯片制造技術

《日本經濟新聞》報道說，日本政府將支付370億日元(3.37億美元)研究設施費用的一半，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540億美元芯片補貼或因兩黨對中國的政策有分歧而泡湯

這項參議院法案授權 1200 億美元用于高科技研究，另外 540 億美元用于補貼美國半導體的生產。在對美國芯片工廠的補貼上，國外公司和本土公司一視同仁。這筆資金的一個關鍵目標是將世界上最先進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。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) 的另一項修正案則要求對美國在中國或敵對國家的任何投資進行跨部門審查。這將標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定，但從沒向對外投資進行審查。

9. 第一季全球前十大封測業者營收達71.7億美元

10. 臺灣半導體產值

11. 三巨頭先進制程競賽

12. 美國政府擴大涉軍中企貿易黑名單至59家！8月2日生效（附全名單）

美國拜登總統于當地時間周四簽署了一項行政命令，禁止美國實體投資數十家據稱與國防或監控技術部門有聯系的中國公司，美國政府稱此舉擴大了特朗普時代有法律缺陷的命令的范圍。拜登維持強硬對華政策，針對國防、相關物資或監控技術類產業，擴大涉軍中企貿易黑名單，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半導體制造設備全球銷售額同比增長51%

6月3日，半導體行業國際團體SEMI發布數據稱，2021年1-3月半導體制造設備的全球銷售額同比增長51%，達到235億美元。隨著半導體存儲器的行情復蘇，韓國和中國的大型半導體廠商的設備投資變得活躍。

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海力士等大型半導體廠商都在為增產存儲器而展開積極投資。中國企業也在加快增長，紫光集團旗下的長江存儲科技(YMTC)等宣布在世界最尖端水平的技術開發方面取得成功。

此前，外媒援引國際半導體產業協會（SEMI）的數據報道稱，去年芯片制造商在8英寸晶圓廠的設備支出方面，超過了30億美元。SEMI指出，今年全球芯片制造商在8英寸晶圓廠設備方面的支出，將達到40億美元，較去年的30億美元增加明顯。

14. 華為正式發布HarmonyOS 2

6月2日晚，華為正式發布HarmonyOS 2及多款搭載HarmonyOS 2的新產品。據新華社報道，這也意味著“搭載HarmonyOS（鴻蒙）的手機”已經變成面向市場的正式產品。此前華為表示，HarmonyOS 是新一代的智能終端操作系統，為不同設備的智能化、互聯與協同提供了統一的語言。帶來簡捷、流暢、連續、安全可靠的全場景交互體驗。

15. Gartner預測全球芯片供應短缺將持續到2022年第二季度

Gartner首席研究分析師Kanishka Chauhan表示：“半導體供應短缺將嚴重擾亂供應鏈并將在2021年制約多種電子設備的生產。芯片代工廠正在提高芯片的價格，而芯片公司也因此提高設備的價格。”

大多數類別的設備供應短缺預計將持續到2022年第二季度（見圖一），而基板產能限制可能會延長到2022年第四季度。

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

5nm制程技術于2020年領先業界量產，目前已超過50萬片。臺積電指出，因應客戶強勁需求，2023年包括4nm的5nm系列制程產能將會比2020年大幅成長超過4倍。

4nm制程技術的開發進度相當順利，預計于2021年第3季開始試產，較原先規劃于2021年第4季試產提早了一季時間。

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

17. TSMC近5季技術平臺銷售占比

18. 2020年全球模擬IC前十排名

19. 2020全球主要產業半導體芯片采購金額

20. 華為投資光刻機公司 鴻蒙接入三大****系統

華為旗下的哈勃投資公司開始投資光刻機領域了，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****已經宣布支持HarmonyOS，其中包含了廣發****（****）、中國****和中信****（****），對此，廣發****表示，廣發正式成為華為鴻蒙OS生態首批成員，作為****業率先適配鴻蒙系統的****應用，全力支持操作系統國產化，而中國****也表示，攜手華為鴻蒙邁入“原子化服務”時代。

21. 鴻蒙不再屬于華為，工信部正式接手

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

華為宣布捐贈鴻蒙

鴻蒙系統作為中國第一款手機操作系統，要想獲得市場，必須先獲得國產手機商的支持，但是如今友商都有顧慮，擔心使用鴻蒙系統后引火上身，于是，任正非對癥下****，決定讓華為與鴻蒙脫離關系。近日，華為已經決定將鴻蒙系統底層核心架構捐贈給“開放原子開源基金會”，據悉，這個基金會組織是由工信部主導成立，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

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