臺積電上海技術論壇到底講了些什么？（1）
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6月21日，在結束美洲、歐洲、中國臺灣等地的年度技術論壇之后，臺積電正式在中國上海召開年度技術論壇。本場論壇由臺積電總裁魏哲家、臺積電中國總經理羅鎮球領銜，臺積電業務開發暨海外運營辦公室資深副總張曉強、歐亞業務及技術研究資深副總侯永清也都有出席。在此次論壇上，臺積電分享了其最新的技術路線以及對產業未來趨勢的看法。此外，之前傳聞還顯示，臺積電相關高管還將拜訪阿里巴巴 、壁仞等大陸重要客戶。
臺積電最新2022年年報顯示，去年產出占全球半導體（不含存儲）市場產值30%，較前一年度的26%增加。公司營收凈額以客戶營運總部所在地區分，北美市場占比高達68%、亞太市場（不含日本與中國大陸）占比11%、大陸市場占比11%。另外，臺積電大陸廠區獲利則約占臺積電全年度獲利個位數百分比。
從今年第一季度財報來看，中國大陸業務占臺積電營收10%至15%，僅次于北美業務。
從臺積電在中國大陸的產能布局來看，臺積電2002年在上海松江設立8吋晶圓廠，并于2016年在南京設12吋晶圓廠和一座設計服務中心。目前，臺積電南京廠的28nm制程擴產已于去年量產。
數據顯示，臺積電上海廠營收在臺積電2021年總營收當中的占比僅約1%，上海與南京廠2021年獲利約200億元新臺幣（約合人民幣46.4億元），由于臺積電獲利穩健成長，該年度累計獲利超過5,100億元新臺幣（約合人民幣1184億元），大陸兩個廠區獲利貢獻接近4%，仍有相當大的成長空間。
芯智訊認為，此次臺積電上海技術論壇的召開以及傳聞魏哲家將在會后帶隊拜訪中國大陸客戶，目的是為了進一步加強與國內廠商的合作，降低如美國新規等外在因素對于臺積電與國內客戶之間正常合作的影響，即明確對于在非實體清單內的國內客戶可以不受影響的正常代工合作，也就是說目前臺積電最先進的3nm代工都不會受到影響。對于這一點，芯智訊也得到了臺積電內部人士的確認，并且了解到，目前國內已經有若干客戶在采用臺積電3nm工藝代工。不過，未來涉及GAA的制程可能存在影（美方有限制GAA相關EDA）。
對于臺積電來說，在半導體行業下行周期之下，加強與大陸廠商合作，也有望幫助臺積電提升產能利用率和維持毛利率。
對于此次上海論壇的內容，除了宣布將推出面向汽車的N3AE和N3A制程，以及面向射頻的N4PRF制程之外，基本與之前的海外技術論壇內容相近。由于此次活動未邀請媒體，臺積電官方僅向芯智訊提供了一份媒體資料稿，芯智訊結合資料內容以及此前的相關報道整理如下：
臺積電認為隨著 AI、5G 和其他先進工藝技術的發展，全球正通過智能邊緣網絡產生大量的運算工作負載，因此需要更快、更節能的芯片來滿足此需求。預計到2030年，因需求激增，全球半導體市場將達到約 1萬億 美元規模，其中高性能計算（HPC）相關應用占 40%、智能手機占 30%、汽車占 15%、物聯網占10%。
2022年，臺積公司與其合作伙伴共創造了超過 12,000 種創新產品，運用近 300 種不同的臺積公司技術。臺積電表示，將持續投資先進邏輯工藝、3DFabric 和特殊制程等技術，在適當的時間提供合適的技術，協助推動客戶創新。
隨著臺積電的先進工藝技術從 10 納米發展至 2 納米，臺積電的能源效率在約十年間以 15% 的年復合增長率提升，以支持半導體產業的驚人成長。
臺積電先進工藝技術的產能年復合增長率在 2019 年至 2023 年間將超過40%。
作為第一家于 2020 年開始量產 5 納米的晶圓廠，臺積電通過推出 N4、N4P、N4X 和 N5A 等技術，持續強化其 5 納米工藝家族。
臺積電的 3 納米工藝技術是半導體產業中第一個實現高量產和高良率的工藝技術，臺積電預計 3 納米將在移動和 HPC 應用的驅動下快速、順利地實現產能提升（ramping）。臺積電2024年和2025年分別推出 N3P 和 N3X 來提升工藝技術價值，在提供額外性能和面積優勢的同時，還保持了與今年推出的N3E 的設計規則兼容性，能夠最大程度地實現 IP 復用。
N3是臺積電3nm最初版本，號稱對比N5同等功耗性能提升10-15%、同等性能功耗降低25-30%，邏輯密度達提升了70%，SRAM 密度提升了20%，模擬密度提升了10%。但在去年的IEDM上，臺積電公開N3的高密度位單元僅將 SRAM 密度提高了約5%。雖然，N3的接觸式柵極間距（Contacted Gate Pitch, CGP）為 45nm，是迄今為止最密集的工藝，領先于Intel 4的50nm CGP、三星4LPP的54nm CGP和臺積電 N5的51nm CGP。但是 SRAM 密度僅5%的提升，意味著 SRAM設計復雜度會增加，導致成本成本顯著增加。并且N3的良率和金屬堆疊性能也很差。
總結來說，N3的實際的性能、功耗、量產良率和進度等都未能達到預期。于是有了今年的增強版的N3E。據悉，N3E修復了N3上的各種缺陷，設計指標也有所放寬，對比N5同等功耗性能提升15-20%、同等性能功耗降低30-35%，邏輯密度約1.6倍（相比原計劃的N3有所降低），芯片密度約1.3倍。根據臺積電最新披露的數據顯示，N3E相比N3將帶來5%左右的性能提升；而后續的N3P相比N3E則將帶來4%的密度提升，10%的性能提升；N3X相比N3P將帶來4%的密度提升，15%的性能提升。
二、特殊工藝
臺積電提供了業界最全面的特殊工藝產品組合，包括電源管理、射頻、CMOS 影像感測等，涵蓋廣泛的應用領域。從2017年到2022年，臺積電對特殊工藝技術投資的年復合增長率超過40%。到2026年，臺積公司預計將特殊工藝產能提升近50%。
汽車：將3nm帶入汽車市場
隨著汽車產業向自動駕駛方向發展，運算需求正在快速增加，且需要最先進的邏輯技術。到 2030 年，臺積電預計 90% 的汽車將具備先進駕駛輔助系統（ADAS），其中 L1、L2 和 L2+/L3 將有望分別達到 30% 的市場占有率。
在過去三年，臺積電推出了汽車設計實現平臺（ADEP），通過提供領先業界、Grade 1 品質認證的 N7A 和 N5A 工藝來實現客戶在汽車領域的創新。
為了讓客戶在技術成熟前就能預先進行汽車產品設計，臺積電推出了 AutoEarly，作為提前啟動產品設計并縮短上市時間的墊腳石。
●N4AE 是基于 N4P 開發的新技術，將允許客戶在 2024 年開始進行試產。
●從前面的臺積電的Roadmap來看，臺積電計劃在2024年推出業界第一個基于3nm的Auto Early技術，命名為N3AE。N3AE提供以N3E為基礎的汽車制程設計套件（PDK），讓客戶能夠提早采用3nm技術來設計汽車應用產品，以便于2025年及時采用屆時已全面通過汽車制程驗證的N3A 工藝技術。N3A 也將成為全球最先進的汽車邏輯工藝技術。
支持 5G 和聯網性的先進射頻技術
臺積電在 2021 年推出了 N6RF，該技術是基于公司創紀錄的 7 納米邏輯工藝技術，在速度和能源效率方面均具有同級最佳的晶體管性能。
●結合了出色的射頻性能以及優秀的 7 納米邏輯速度和能源效率，臺積電的客戶可以通過從 16FFC 轉換到 N6RF，在半數字和半類比的射頻 SoC 上實現功耗降低 49%，減免移動設備在能源預算以支持其他不斷成長的功能。
●臺積電在此次上海技術論壇上宣布推出最先進的互補式金屬氧化物半導體（CMOS）射頻技術 N4PRF，預計于 2023 年下半年發布。相較于 N6RF，N4PRF 邏輯密度增加 77%，且在相同效能下，功耗降低45%。N4PRF 也比其前代技術 N6RF 增加了 32%的 MOM 電容密度。
不過，芯智訊并未在臺積電網站上找到關于N4PRF 更進一步的資料。臺積電PR部門表示，該工藝目前還在早期，因此無法提供更詳細的信息。
超低功耗
●臺積電的超低功耗解決方案持續推動降低 Vdd，以實現對電子產品而言至關重要的節能。
●臺積電不斷提升技術水平，從 55ULP 的最小 Vdd 為 0.9V，到 N6e 的 Vdd已低于 0.4V，我們提供廣泛的電壓操作范圍，以實現動態電壓調節設計來達成最佳的功耗∕性能。
● 相較于 N22 解決方案，即將推出的 N6e 解決方案可提供約 4.9 倍的邏輯密度，并可降低超過 70%的功耗，為穿戴式設備提供極具吸引力的解決方案。
MCU / 嵌入式非揮發性存儲器
●臺積電最先進的 eNVM 技術已經發展到了基于 16/12 納米的鰭式場效應晶體管（FinFET）技術，令客戶能夠從 FinFET 晶體管架構的優秀性能中獲益。
●由于傳統的浮閘式 eNVM 或 ESF3 技術越來越復雜臺積電還大量投資于RRAM 和 MRAM 等新的嵌入式存儲器技術。
這兩種新技術都已經取得了成果，正在 22 納米和 40 納米上投產。
臺積電正在計劃開發 6 納米 eNVM 技術。
RRAM：已經于 2022 年第一季開始生產 40/28/22 納米的 RRAM。
●臺積電的 28 納米 RRAM 進展順利，具備可靠效能，適于汽車應用。
●臺積電正在開發下一代的 12 納米 RRAM，預計在 2024 年第一季就緒。
MRAM：2020 年開始生產的 22 納米 MRAM 主要用于物聯網應用，現在，臺積電正在與客戶合作將 MRAM 技術用于未來的汽車應用，并預計在 2023 年第二季取得 Grade 1 汽車等級認證。
CMOS 影像傳感器●雖然智能手機的相機模組一直是互補式金屬氧化物半導體（CMOS）影像感測技術的主要驅動力，但臺積公司預計車用相機將推動下一波 CMOS 影像感測器（CIS）的增長。
●為了滿足未來感測器的需求，實現更高品質且更智能的感測，臺積電一直致力于研究多晶圓堆疊解決方案，以展示新的感測器架構，例如堆疊像素感測器、最小體積的全域快門感測器、基于事件的 RGB 融合感測器，以及具有集成存儲器的 AI 感測器。
顯示器
●在 5G、人工智能和 AR/VR 等技術驅動下，臺積電正致力于為許多新應用提供更高的分辨率和更低的功耗。
●下一代高階 OLED 面板將需要更多的數字邏輯和靜態隨機存取存儲器（SRAM）內容，以及更快的幀率，為了滿足此類需求，臺積公司正在將其高壓（HV）技術導入到 28 奈納米的產品中，以實現更好的能源效率和更高的靜態隨機存取存儲密度。
●臺積電領先的 μDisplay on silicon 技術可以提供高達 10 倍的像素密度，以實現如 AR 和 VR 中使用的近眼顯示器所需之更高分辨率。
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