(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(shù)論壇揭露九大趨勢

《問(wèn)芯Voice》全方位解讀臺積電包括 3nm 等高端制程進(jìn)展、特殊制程、產(chǎn)能規劃、新晶體管研究成果、新材料發(fā)現、全球生產(chǎn)基地布局，以及 PMIC /AR / VR 顯示技術(shù)、嵌入式新式存儲器的應用進(jìn)度。

臺積電形容，成立 33 年來(lái)的晶圓總生產(chǎn)量超過(guò)一億片（約當12寸），堆疊起來(lái)的高度相當于 12 座珠穆朗瑪峰。同時(shí)，臺積電也再度強調，未來(lái) 3 年 1000 億美元的投資金額，絕對符合客戶(hù)需求，過(guò)去臺積電是穩健擴產(chǎn)，現在要以 5 倍的速度來(lái)建廠(chǎng)擴產(chǎn)。當數十億個(gè)裝置互相連結產(chǎn)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(diǎn)一，2023 年 5nm 將是 2020 年產(chǎn)能 4 倍，開(kāi)始進(jìn)入車(chē)用設計生態(tài)。

5nm 是 7nm 之后的另一個(gè)完整制程節點(diǎn)，且良率改善速度也創(chuàng )下新紀錄。自 2020 年量產(chǎn)以來(lái)，臺積電的 5nm 出貨超過(guò) 50 萬(wàn)片。再者，4nm 是 5nm 的進(jìn)化版，PPA 獲得改善，同時(shí)也減少光罩層數，讓客戶(hù)將設計從 5nm 轉到 4nm 更簡(jiǎn)易。4nm 制程預計在今年第三季進(jìn)入試產(chǎn)。談到 5nm，當然要講一下美國亞利桑那州晶圓廠(chǎng)的進(jìn)度，該廠(chǎng)房為臺積電Fab 21 廠(chǎng)，位于鳳凰城機場(chǎng)的北邊，預計 2024 年開(kāi)始量 5nm 制程，初期規劃單月 2 萬(wàn)片產(chǎn)能。

重點(diǎn)二：EUV 量產(chǎn)關(guān)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(guò)，另一個(gè)數據 EUV Wafer Move 或許更有意義，因為這個(gè)數字越高，也代表著(zhù)越多學(xué)習和經(jīng)驗累積，更是EUV量產(chǎn)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(jiàn)其量產(chǎn)的成熟度極高。

重點(diǎn)三：3nm 上市量產(chǎn)第一年就會(huì )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(chǎng)進(jìn)入量產(chǎn)。再者，臺積電也預計 3nm 量產(chǎn)第一年的客戶(hù)產(chǎn)品數量會(huì )是 5nm 的兩倍以上。

重點(diǎn)四：7nm 家族拿下 2021 年 IEEE 電子電機協(xié)會(huì )企業(yè)創(chuàng )新獎

臺積電今年 7nm 系列的產(chǎn)能將比 2018 年的 7nm 產(chǎn)能大幅成長(cháng)四倍。臺積電 2018 年開(kāi)始量產(chǎn) 7nm，一路發(fā)展至 2020 年，整個(gè) 7nm 家族有數十家客戶(hù)數百種產(chǎn)品生產(chǎn) 10 億顆芯片。

重點(diǎn)五：今年底 6nm 將達到 7nm 家族總產(chǎn)能的 50%。

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

重點(diǎn)六：顯示器驅動(dòng)芯片、電源管理芯片、圖像感測器、MCU、eNVM 五大技術(shù)趨勢分析。

特殊技術(shù)業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)資深處長(cháng)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(chǎn)能占整體產(chǎn)能 45%，今年將成長(cháng)至 60% 比重。整體來(lái)看，今年特殊制程總產(chǎn)能會(huì )比去年成長(cháng) 12%。

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

重點(diǎn)七：3D IC 時(shí)代來(lái)臨，2022 年 3DFabric 專(zhuān)用晶圓廠(chǎng)正式啟用。

臺積電提出的3DFabric概念，涵蓋所有旗下的 3D IC 技術(shù)包括Cowos、InFO、SoIC。

重點(diǎn)八：臺積電在新材料與新晶體管研發(fā)上有重要進(jìn)展。

張曉強指出，回顧歷史，晶體管是半導體技術(shù)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(lái)半導體架構也會(huì )持續創(chuàng )新，例如 Nanosheet/Nanowire、GAA 進(jìn)一步提升晶體管效能。

重點(diǎn)九：復雜的 5G RF 技術(shù)帶來(lái)巨大挑戰，臺積電提出 N6RF 制程對應。

2. 國產(chǎn)5G PA追上了嗎？難在哪里?

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

5G PA模組面對的都是國內頭部的手機客戶(hù)，他們對產(chǎn)品性能、可靠性、供應鏈等的要求很高，量產(chǎn)交付質(zhì)量要求是100ppm以下。對于數字芯片來(lái)講，100ppm以下這個(gè)要求很低，但對于射頻PA來(lái)說(shuō)，是很有挑戰的，更何況是5G PA模組產(chǎn)品，這道坎，不是所有射頻PA公司都能跨過(guò)去的。手機客戶(hù)向頭部集中，沒(méi)有原來(lái)的“小白鼠”客戶(hù)了，新產(chǎn)品導入手機客戶(hù)端越來(lái)越難?，F在國內的手機客戶(hù)，屈指可數。第一梯隊的品牌客戶(hù)有華為、小米、OPPO、vivo、榮耀、傳音等。第一梯隊的手機ODM廠(chǎng)家：聞泰、華勤、龍旗、中諾等。

首先，頭部手機客戶(hù)在技術(shù)上對國產(chǎn)5G PA公司不信任，技術(shù)測試更仔細，其次，手機客戶(hù)在產(chǎn)品導入流程上，對國產(chǎn)射頻PA也是不利的。選擇國際廠(chǎng)商的射頻PA，不存在對與錯，各部門(mén)是免責的。5G PA模組，選擇Skyworks和Qorvo是第一選項，選擇他們產(chǎn)品出了問(wèn)題，對個(gè)人和部門(mén)來(lái)說(shuō)，就是沒(méi)有問(wèn)題。如果選擇國產(chǎn)5G PA模組，出了問(wèn)題，個(gè)人和部門(mén)就會(huì )很有壓力，會(huì )承擔相應責任。

3. 華虹半導體宣布12英寸90納米BCD實(shí)現規模量產(chǎn)

華虹半導體擁有先進(jìn)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(diǎn)，可廣泛應用于電源管理、工業(yè)控制、音頻功放、室內外照明、汽車(chē)電子等領(lǐng)域，是DC-DC轉換器、AC-DC轉換器、LED照明和電池管理等產(chǎn)品的極佳工藝選擇。

BCD技術(shù)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(dòng)、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(shí)還有DMOS器件抗高壓、大電流、強驅動(dòng)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(chǎng)，擁有約300項BCD工藝相關(guān)的專(zhuān)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(jìn)水平。賈璐博士為在場(chǎng)人士詳細介紹了華虹宏力的BCD工藝平臺“組合拳”。

汽車(chē)電子領(lǐng)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(chē)規級產(chǎn)品保駕護航。180nm BCD 40V工藝平臺滿(mǎn)足AEC-Q100 Grade 0車(chē)規級產(chǎn)品要求，正在進(jìn)行產(chǎn)品驗證；同時(shí)，180nm BCD 60V-100V和110nm BCD+eFlash 40V等工藝平臺正在開(kāi)發(fā)中，將滿(mǎn)足AEC-Q100 Grade 1車(chē)規級要求。通過(guò)“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(chē)半導體市場(chǎng)需求提供更優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

4. 加碼光刻領(lǐng)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(yè)——北京科益虹源光電技術(shù)有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“科益虹源”）。

科益虹源于2016年7月，由亦莊國投、中國科學(xué)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(shù)自主研究和產(chǎn)品化能力的公司，也是國家02重大專(zhuān)項“浸沒(méi)式曝光光源研制與小批量產(chǎn)品生產(chǎn)能力建設”的成果產(chǎn)業(yè)化載體。

2018年3月科益虹源自主設計開(kāi)發(fā)的國內首臺高能準分子激光器順利出貨，打破了國外廠(chǎng)商的長(cháng)期壟斷。

5. 臺積電擴建12座晶圓廠(chǎng)

6. 斷根之戰拜登釜底抽薪，欲將中國徹底排除在關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)鏈之外

這里所說(shuō)的“根”指科技之根、產(chǎn)業(yè)之根、乃至經(jīng)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(kāi)“斷根”之戰。特別是拜登，正在布一個(gè)很大的局，要跟中國展開(kāi)“斷根”之戰，釜底抽薪，徹底封殺中國高科技產(chǎn)業(yè)。拜登的計劃就是在美國境內建立完整的半導體產(chǎn)業(yè)鏈，將全球5奈米以下高端芯片制造全部轉移到美國生產(chǎn)，并完全掌控和壟斷高端芯片設計和制造技術(shù)。

但即使大規模投資建廠(chǎng)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(chǎng)，將5奈米以下芯片全部轉到美國在生產(chǎn)；同時(shí)施壓日本半導體關(guān)鍵原材料企業(yè)到美國設廠(chǎng)。所以，拜登政府強迫日韓和中國臺灣將半導體關(guān)鍵生產(chǎn)轉移到美國，從而奪回全球半導體市場(chǎng)的主導權。拜登親自點(diǎn)名臺積電將5奈米以下芯片制造廠(chǎng)遷至美國；說(shuō)了美國商務(wù)部部長(cháng)雷蒙多、美國貿易代表戴琪喊話(huà)：美國最需要的就是中國臺灣芯片！ 

也說(shuō)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(chǎng)，生產(chǎn)5奈米以下高端芯片，包括即將量產(chǎn)的3奈米芯片和正在研制的2奈米芯片。拜登現在很著(zhù)急，他知道，如果在臺積電整體搬遷美國之前，臺海發(fā)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(chǎn)業(yè)癱瘓，從而摧毀全球經(jīng)濟。拜登的第二個(gè)目標盯上了三星。

臺積電和三星在芯片制造領(lǐng)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(chǎn)。

7. 日本支付185億日元與臺積電共同開(kāi)發(fā)芯片制造技術(shù)

《日本經(jīng)濟新聞》報道說(shuō)，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(méi)有透露消息來(lái)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(kāi)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(chǎn)。在對美國芯片工廠(chǎng)的補貼上，國外公司和本土公司一視同仁。這筆資金的一個(gè)關(guān)鍵目標是將世界上最先進(jìn)的芯片工廠(chǎng)帶到美國。只有臺積電和韓國三星電子公司有這樣的技術(shù)。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(jìn)行跨部門(mén)審查。這將標志著(zhù)美國法律的巨大變化，幾十年來(lái)，美國法律有審查入境投資的規定，但從沒(méi)向對外投資進(jìn)行審查。

9. 第一季全球前十大封測業(yè)者營(yíng)收達71.7億美元

10. 臺灣半導體產(chǎn)值

11. 三巨頭先進(jìn)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(shí)間周四簽署了一項行政命令，禁止美國實(shí)體投資數十家據稱(chēng)與國防或監控技術(shù)部門(mén)有聯(lián)系的中國公司，美國政府稱(chēng)此舉擴大了特朗普時(shí)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(guān)物資或監控技術(shù)類(lèi)產(chǎn)業(yè)，擴大涉軍中企貿易黑名單，從特朗普時(shí)代的 48 家增至 59 家。該禁令寬限期為 60 天，美東時(shí)間 8 月 2 日凌晨零時(shí) 1 分正式生效，投資者將有一年的緩沖期來(lái)完全撤資。

13. SEMI：今年Q1半導體制造設備全球銷(xiāo)售額同比增長(cháng)51%

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

按國別來(lái)看，韓國為73億美元，成為世界最大市場(chǎng)，中國為59億美元，排在第2位。在這兩大市場(chǎng)，韓國三星電子和SK海力士等大型半導體廠(chǎng)商都在為增產(chǎn)存儲器而展開(kāi)積極投資。中國企業(yè)也在加快增長(cháng)，紫光集團旗下的長(cháng)江存儲科技(YMTC)等宣布在世界最尖端水平的技術(shù)開(kāi)發(fā)方面取得成功。

此前，外媒援引國際半導體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì )（SEMI）的數據報道稱(chēng)，去年芯片制造商在8英寸晶圓廠(chǎng)的設備支出方面，超過(guò)了30億美元。SEMI指出，今年全球芯片制造商在8英寸晶圓廠(chǎng)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(fā)布HarmonyOS 2

6月2日晚，華為正式發(fā)布HarmonyOS 2及多款搭載HarmonyOS 2的新產(chǎn)品。據新華社報道，這也意味著(zhù)“搭載HarmonyOS（鴻蒙）的手機”已經(jīng)變成面向市場(chǎng)的正式產(chǎn)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(lián)與協(xié)同提供了統一的語(yǔ)言。帶來(lái)簡(jiǎn)捷、流暢、連續、安全可靠的全場(chǎng)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(chǎn)。芯片代工廠(chǎng)正在提高芯片的價(jià)格，而芯片公司也因此提高設備的價(jià)格?！?/p>

大多數類(lèi)別的設備供應短缺預計將持續到2022年第二季度（見(jiàn)圖一），而基板產(chǎn)能限制可能會(huì )延長(cháng)到2022年第四季度。

16. 首發(fā)6nm RF制程美國晶圓廠(chǎng)已開(kāi)工，臺積電線(xiàn)上技術(shù)論壇透露了哪些重要信息？

5nm制程技術(shù)于2020年領(lǐng)先業(yè)界量產(chǎn)，目前已超過(guò)50萬(wàn)片。臺積電指出，因應客戶(hù)強勁需求，2023年包括4nm的5nm系列制程產(chǎn)能將會(huì )比2020年大幅成長(cháng)超過(guò)4倍。

4nm制程技術(shù)的開(kāi)發(fā)進(jìn)度相當順利，預計于2021年第3季開(kāi)始試產(chǎn)，較原先規劃于2021年第4季試產(chǎn)提早了一季時(shí)間。

3nm制程技術(shù)將依原訂計劃于2022年下半年量產(chǎn)，屆時(shí)將成為全球最先進(jìn)的邏輯技術(shù)。相較于5納米制程技術(shù)，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(shù)平臺銷(xiāo)售占比

18. 2020年全球模擬IC前十排名

19. 2020全球主要產(chǎn)業(yè)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(kāi)始投資光刻機領(lǐng)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(jīng)宣布支持HarmonyOS，其中包含了廣發(fā)****（****）、中國****和中信****（****），對此，廣發(fā)****表示，廣發(fā)正式成為華為鴻蒙OS生態(tài)首批成員，作為****業(yè)率先適配鴻蒙系統的****應用，全力支持操作系統國產(chǎn)化，而中國****也表示，攜手華為鴻蒙邁入“原子化服務(wù)”時(shí)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(fā)的鴻蒙系統正式發(fā)布，自此，中國宣告打破安卓在國內的長(cháng)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(yè)家，當然不希望歷經(jīng)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(jìn)市場(chǎng)競爭，華為做了一個(gè)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(chǎng)，必須先獲得國產(chǎn)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(guān)系。近日，華為已經(jīng)決定將鴻蒙系統底層核心架構捐贈給“開(kāi)放原子開(kāi)源基金會(huì )”，據悉，這個(gè)基金會(huì )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(fā)的措施,要求工程師以24小時(shí)“息人不停機”方式連續作業(yè),加速10納米制程的量產(chǎn)。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(shí)流行一句話(huà)，十萬(wàn)青年,十萬(wàn)肝,臺積電輪班救臺灣。