作者：畅秋
4月下旬，宣布了一种新版本4nm制程工艺——N4C，计划在2025年上线量产。这款工艺产物的焦点代价是降低了本钱。
尽管台积电的大部分精神都集合在其当先的制程节点上，如N3E和N2，但在将来几年，少量仍将连续应用5nm和4nm制程。
N4C属于该公司5nm制程系列，为了进一步下降创造本钱，N4C进行了一些修正，包孕从新构建其规范单位和，变动一些设想划定规矩，以及缩小掩膜层数目。经由过程以上改良步伐，N4C能完成更小的芯片尺寸并下降出产复杂性，从而将芯片本钱下降8.5%摆布。
另外，N4C拥有与N4P沟通的级缺点密度率，因为芯片面积减小，N4C将完成更高的，良率进步，就意味着本钱降低。台积电暗示，N4C为客户供应了多种抉择，以在本钱效益和设想工作量之间找到更好的均衡。
2023下半年，台积电为客户量产了3nm制程芯片，版本是N3B，它的高成本是一个题目，在进一步优化3nm工艺，以降低成本的同时，台积电又推出了N4C，充沛体现出那些但愿应用更具本钱效益的制程节点客户的心声。跟着工艺发展到3nm，在本钱压力眼前，强如台积电如许的晶圆代工大厂也不能不想办法撙节，以勤俭资源付出。
01财报与资源付出表现本钱压力
台积电2023年第三季度的财报表现，季度营收172.8亿美金，环比增添10.2%，但同比降低14.6%。因为团体营收增进情形欠安，台积电显然压缩了比来3年继续高企的资源付出。
2024年4月18日，台积电宣布了2024年第一季度财报，此中，最受存眷的两项数据是营收和毛利率。在这一季度内，该公司单片晶圆（等效12英寸）支出约为6228美圆，环比降低407美圆。进入一季度，3nm出货量降低，拉低了产物均价。该季度内，台积均流动本钱（折旧摊销）约为1671美圆/片，环比增添73美圆/片，3nm的量产动员折旧摊销总量晋升，从而动员单元流动本钱增添。均匀可变本钱（别的创造用度）约为1252美圆/片，环比降低266美圆/片。
综上，单片毛利为3305美圆，环比降低214美圆，单元价钱减少了407美圆，单元本钱减少了193美圆。尽管3nm的量产能动员该公司出货均价晋升（提升至6000美圆以上），对毛利率有正向感化，但同时，本钱端的增添影响了毛利率。连系该公司对下季度的毛利率指引（51%-53%）来看，其毛利率仍将连续在低位倘佯。此外，二季度电力本钱的增添，也将对该公司毛利率发生影响。
从以上财报数据能够看出，台积电面对着较大的本钱压力，必需想办法下降本钱。进入2024年当前，传台积电将在原计划的基础上增添整年的资源付出（原计划280亿~320亿美圆），但一季度财报宣布会上，该公司暗示，将维持本来的资源付出规划稳定。这是台积电对整年市况研判，以及本钱操纵需要综合考量的效果。不久前，龙头ASML宣布了2024年第一季度财报，营收为52.9亿欧元，低于市场预期（54.7亿欧元）。
本季度支出下滑，很首要的一个原因是台积电及韩国客户拉货显然放缓了。EUV和ArFi是该公司的首要支出起源，约占领其支出的70%。本季度支出的同比下滑，主如果客户对EUV等产物的拉货放缓造成的。
团体来看，ASML的财报不太现实，支出和利润都涌现显然下滑。作为大客户，台积电对EUV设置装备摆设需要的缩小，间接致使ASML营收下滑。这也从一个正面表现出台积电对本钱操纵的考量。为了解决本钱，台积电将事情重心放在了方面，由于它既能餍足客户对进步前辈制程芯片的定单需要，同时还能够勤俭本钱，相对于而言，台积电对EUV光刻体系的需要削弱了。
02更进步前辈制程的高本钱
4nm和3nm是曾经量产的制程，本钱曾经云云之高，正在预备量产的2nm制程成本会更高。International Business Strategies（IBS）的分析师觉得，与3nm相比，2nm芯片本钱将增进约50%。
IBS估量，一个产能约为每个月50000片晶圆（WSPM）的2nm产线的本钱约为280亿美圆，而拥有近似产能的3nm产线的本钱约为200亿美圆。增添的本钱，很大一部分来自于EUV光刻设置装备摆设数目的增添，这将大大增添每片晶圆和每一个芯片的出产本钱，而可以或许接收云云高本钱芯片的厂商，惟独苹果、AMD、英伟达和等少数几家。
IBS估量，2025~2026年，应用台积电N2工艺加工单个12英寸晶圆将破费苹果约30000美圆，而基于N3工艺的晶圆本钱约为20000美圆。跟着对处理器需要的增添，英伟达在台积电支出中的份额大概会在2024年增添，该公司曾经预订了台积电晶圆代工和CoWoS封装产能，以确保其用于AI的优质处理器的稳固提供。
往年，AMD在台积电总营收中的份额有望跨越10%。恰是有苹果、英伟达、AMD等大客户下单，台积电才会大规模投资最早进制程，不然，像3nm和2nm如许烧钱的制程产线，是很难继续支持上来的。
然则，就今朝的情形来看，台积电对2024整年的晶圆代工市场预判较为激进，觉得以前的预估过于悲观了（以前预估该行业年增进20%摆布），当初看来，增长率大概惟独10%摆布。在这类情况下，虽然有大客户的定单，也必需操纵一下本钱和资源支出了。
03三星从台积电的高本钱中获益
作为台积电的最大合作敌手，三星很难在原有的合作系统中完成打破，然而，这两家在美国大规模建厂的举措，给三星供应了机遇，由于与中国台湾地域相比，台积电在美国创造的4nm和5nm制程芯片的本钱至多凌驾20%~30%。
据悉，台积电曾经开端与客户接头美国新建芯片定单并商议新订价。台积电在日本熊本也在建晶圆厂，将在那边出产12nm、16nm、22nm和28nm芯片。据报道，台积电日本工场出产的芯片本钱将凌驾10%~15%。以上这些新闻对三星晶圆代工营业来讲多是一件坏事，由于它能够以低于台积电的价钱供应沟通制程芯片的代工办事，有望从台积电那边抢走一些客户定单。
有新闻称，三星曾经接到AMD和google的定单，AMD的下一代和GPU产物，以及google的Tensor G3，能够应用三星改良版本的4nm工艺创造，可完成更好的能效和功能。2023年，三星和Ambarella杀青和谈，代工出产后者用于处置L2~L4级数据的CV3-AD685芯片。另外，三星还赢患了的芯片出产定单，先前，Mobileye是在台积电那边下单的。另有媒体报导称，三星将再分食下一代全自动辅佐驾驶（FSD）芯片大单，据悉，下一代FSD芯片将接纳三星的4nm制程出产。
前些年，三星是特斯拉较早版本FSD芯片的代工厂，起初，特斯拉抉择台积电作为出产HW 5.0汽车芯片的首要分工火伴，由于当时三星的4nm制程良率落背景积电太多。家当视察人士指出，近一年来，三星4nm良率大幅晋升，与台积电的差别不大了，成为争夺特斯拉定单回笼的关头。2023年5月，三星施行董事长李在镕和特斯拉CEO马斯克会见，接头强化科技同盟的体式格局时，便开端酝酿转变。
家当人士吐露，李在镕在集会中，向马斯克提出了难以谢绝的优惠合约价钱。面临三星4nm和3nm制程工艺程度、良率的晋升，以及价钱上风，台积电必须在本钱操纵上多做些文章，不然毛利率会显然下滑。
04开掘进步前辈封装后劲
进入2024年以来，因为iPhone定单显然缩小，使得台积电的4nm制程产能利用率惟独70%摆布。当初，4nm制程之所以填不满，并不是没有定单，而是由于受限于进步前辈封装CoWoS产能。
作为小户，英伟达的新一代GPU B200的芯片尺寸比H100大一倍，将会损耗少量的晶圆产能，如果封装产能（CoWoS）能同步跟上的话，就有机会把台积电4nm的产能拉满。台积电AI占比能不能倏地降低，是不是上调资源付出，抉择因子并不是进步前辈制程的比重，而是与CoWoS封装的产能计划慎密相干。
行业预估，台积电2024年的芯片产能将达到32万片，2025年底本预估为45万片，当初外资曾经上调到60万片/年，上调幅度跨越30%。可见，进步前辈封装的位置显然晋升，曾经和4nm、3nm这些进步前辈制程并驾齐驱了。
除了5nm如下进步前辈制程芯片需求CoWoS这种进步前辈封装外，从本钱角度考量，相对传统封装，手艺搭配进步前辈制程，是能够下降整体本钱的，特别是对台积电和三星这类量级的晶圆代工来讲，将Chiplet（小芯片）和3D封装相结合，将成为一种本钱较低的解决计划今朝，AI大芯片多由台积电代工出产将来进展态势来看，AI芯片数目不息增添因而用于和，对尺寸请求不高是以将来的AI芯片很可能会越来越大。台积电正在经由过程CoWoS封装手艺开辟比AMD的Instinct MI300X和英伟达B200面积更大的AI芯片，封装面积达到120mm x120mm。
这里简略先容一下CoWoS（Chip On Wafer On Substrate），它是台积电的一种2.5D封装手艺，由CoW和oS组合而来。先将芯片经由过程Chip on Wafer（CoW）的封装制程连贯至硅晶圆，再把CoW芯片与（Substrate连贯，整合成CoWoS手艺焦点分歧的芯片堆叠在统一片硅中介完成多颗芯片互联。在硅中介应用微凸块（μBmps）、硅通孔（TSV手艺接替传统引线键合，用于连贯，大大提高了互联密度和带宽依据接纳分歧中介层，台积电把CoWoS封装手艺分为3种范例：CoWoS-S（Silicon Interposer）、CoWoS-R（RDL Interposer）和CoWoS-L（Local Silicon Interconnect and RDL Interposer合作敌手三星开辟进步前辈封装手艺。为了争取AI大芯片定单，三星推出了FO-PLP进步前辈封装手艺吸收客户。三星DS部分进步前辈封装(AVP)团队正在研讨将FO-PLP手艺用于2.5D封装，可将SoC和HBM整合到硅中介组成残缺芯片。
与CoWoS分歧的是，FO-PLP 2.5D是在方形基板上封装，CoWoS 2.5D接纳的是圆形基板，FO-PLP不会有边缘基板消耗题目，有较高生产率，但因要将芯片由晶圆移植到方形基板功课步伐庞杂。若FO-PLP胜利，三星就可以将其晶圆代工营业无机整合认为AI芯片客户（如英伟达和AMD供应一站式解决计划。如果能成真的话，三星将能供应有别于台积电的差异化办事争取定单增添筹马。除了2.5D，三星开辟3D封装手艺。
据悉，该公司应用 SAINT手艺（三星进步前辈互连手艺），以更小的尺寸集成高性能芯片所需的内存和处理器。知情人士暗示，三星规划推出三种SAINT手艺：SAINT S，垂直重叠SRAM芯片和CPU；SAINT D，用于CPU、GPU等处理器和DRAM的垂直封装；SAINT重叠。据悉，SAINT计划曾经通过了考证测试新闻人士称，三星与客户举行进一步测试后，将于来岁推出贸易办事。
05结语
同时，三星进步前辈制程工艺与台积电之间的差距越来越小，再加上本钱上风，台积电的压力不小，三星也有博得更多定单机遇跟着英特尔到场不息晋升其晶圆代工市场影响力，将会给台积电带来更多压力假如操纵本钱，市占率和毛利率难以长时间坚持今朝程度。
