台积电呼吁客户：放弃40nm，转向28nm

关于芯片制造，我们更讨论得最多的是前沿节点和使用它们制造的最先进的芯片，但事实上有数千种芯片设计是多年前开发的，这些芯片设计是使用现在仍然被业界广泛采用的成熟工艺技术制造的。在执行方面，这些芯片仍然像制造第一块芯片时一样完美，这就是产品制造商越来越多地使用它们进行制造的原因。

但在制造方面，这些芯片的进一步增长存在一个硬瓶颈：那就是旧节点的所有产能都已经建成——而且它们不会再建造了。因此，台积电最近开始强烈鼓励其最老（且密度最低）节点上的客户将其部分成熟设计迁移到其 28 纳米级工艺技术。

如今，台积电大约 25% 的收入来自于使用 40 纳米及更“古老”节点制造数亿颗芯片。对于其他代工厂而言，成熟工艺技术的收入份额更高：联电 80% 的收入来自 40 纳米更高的节点，而中芯国际 81.4% 的收入来自过时的流程。成熟节点价格便宜，良率高，并为电源管理 IC (PMIC) 等简单设备提供足够的性能。但这些节点的廉价晶圆价格来自这样一个事实，即很久以前它们本身就是领先的节点，而且它们的建设成本是由尖端工艺可以获得的高价所支付的。也就是说，没有盈利驱动力（甚至没有设备）来为这些老节点建立新的产能。

这就是为什么台积电计划将成熟和专业节点的产能扩大50%，并把重点放在具备 28nm 能力的晶圆厂。作为台积电经典的 pre-FinFET 制造工艺的最后一代（可行的），28nm 被定位为生产简单、低成本芯片的新甜点。而且，为了将这些芯片的生产整合到更少和更广泛可用/可扩展的生产线中，台积电希望让使用旧节点的客户继续使用 28nm 工艺。

台积电业务发展高级副总裁 Kevin Zhang 表示：“我们目前没有[扩大] 40 nm 节点的产能。” “你建造一个晶圆厂，晶圆厂不会在两年或三年后上线。所以，你真的需要考虑未来产品的发展方向，而不是今天的产品。”

虽然台积电的 28nm 节点总体上仍受制于与芯片厂相同的总体成本趋势——因为它们在每个晶圆的基础上比更老的节点更复杂、更昂贵——台积电希望通过以下方式将客户转换为 28nm，以将这一点与较小节点提供的每个晶圆上更多的芯片数量相平衡。因此，虽然公司将不得不支付更多费用，但他们也将获得更多的总芯片。而且这些都没有考虑到新节点的潜在辅助优势，例如降低功耗和可能更大的时钟速度（性能）余量。

“所以，今天很多客户的产品是 40 纳米甚至更早的 65 纳米，”Zhang说。他们正在移动到更先进的高级节点。20/28 nm 将成为支持未来专业的一个非常重要的节点。我们正在与客户合作以加速 [他们的过渡]。[...] 我认为客户将获得收益、经济收益、扩展收益，您将获得更好的功耗。但他们已经有了一个可以工作的芯片。为什么要这样做？因为进入下一个节点，你可以获得更好的性能和更好的功率，并且总体上你会获得系统级的收益。”

除了为各种客户应用设计的多个 28nm 节点外，台积电还在扩展其专业 28nm 和 22nm（22ULP、22ULL）工艺技术的阵容，以解决目前依赖各种过时技术的各种芯片类型。与整体转向 28nm 一样，台积电正在寻求吸引客户使用更新、更高密度的工艺节点。而且，如果不是 28nm/22nm，那么客户还可以选择过渡到功能更强大的基于 FinFET 的节点，这些节点是台积电 N16/N12 系列的一部分（例如，用于物联网的 N12e）。

台积电将成熟和专业节点的产能扩大 50%

台积电在早前举办的技术峰会上透露，到 2025 年，其成熟和专业节点的产能将扩大约 50%。该计划包括在中国台湾、日本和中国大陆建设大量新晶圆厂。此举将进一步加剧台积电与格芯、联电、中芯国际等芯片代工厂商之间的竞争。

近年来，各种计算和智能设备的需求激增，引发了全球芯片供应危机，进而影响到汽车、消费电子、PC和众多相邻行业。现代智能手机、智能家电和个人电脑已经使用了数十种芯片和传感器，而这些芯片的数量（和复杂性）只会越来越多。这些零件使用更先进的专业节点，这也是台积电等公司必须扩大原本“旧”节点的产能以满足未来几年不断增长的需求的原因之一。

但还有另一个市场即将爆发：智能汽车。汽车已经使用了数百个芯片，汽车的半导体含量也在不断增长。据估计，几年后每辆汽车的芯片数量将达到 1,500 颗左右——而且必须有人制造它们。这就是为什么台积电的竞争对手 GlobalFoundries 和中芯国际在过去几年一直在增加对新产能的投资。

台积电在半导体行业拥有最大的资本支出预算（仅受到三星的挑战），近年来对其成熟和专业的节点生产计划相对安静。但在 2022 年台积电技术研讨会上，该公司正式概述了其计划。

该公司正在为成熟和专业节点投资四个新设施：

• 位于日本熊本的Fab 23 第一期，该半导体制造工厂将使用台积电的 N12、N16、N22 和 N28 节点制造芯片，并将拥有每月高达 45,000 片 300 毫米晶圆的生产能力。
• 中国台湾台南Fab 14 Phase 8
• 中国台湾高雄 Fab 22 二期。
• 位于中国南京的 Fab 16 1B 期。台积电目前在中国生产其 N28 芯片，不过曾有传言称新阶段能够使用更先进的节点制造芯片。

在未来三年内将成熟/专业化产能提高 50% 对公司来说是一个重大转变，并将提高台积电在市场上的竞争地位。或许更重要的是，该公司的专业节点主要基于其通用节点，这允许至少一些公司将他们曾经为计算或 RF 开发的 IP 重新用于新应用程序。

“[我们的] 专业技术非常独特，因为它基于通用技术平台 [逻辑技术平台]，因此我们的独特策略是让我们的客户共享或重用许多 [通用] IP，”台积电业务发展副总裁和高级工程师 Kevin Zhang 说。“例如，你有射频能力，你在通用逻辑平台上构建射频，但后来你发现'嘿，有人需要所谓的 ULV 功能来支持物联网产品应用。' 您想在一个通用平台上构建它，这样您就可以允许不同的产品线能够全面共享 IP，这对我们的客户非常重要，因此我们确实希望提供一个集成平台来满足客户的市场需求产品视角。

还有其他优点。例如，台积电的 N6RF 允许芯片设计人员将高性能逻辑与 RF 相结合，从而使他们能够构建调制解调器等产品和其他更独特的解决方案。许多公司已经熟悉 TSMC 的 N6 逻辑节点，因此现在他们有机会将 RF 连接添加到受益于高性能的产品中。

GlobalFoundries 也有类似的做法，但由于美国的代工厂没有任何东西可以与台积电的 N6 相提并论，因此台积电在这方面具有无可争辩的优势。

凭借其成熟节点和专业技术的通用平台方法，以及增加 50% 的产能，台积电将能够在未来几年为全球提供更多用于智能和连接设备的芯片。此外，这也将使台积电受益，显着增加公司来自成熟和专业节点的收入，并增加对竞争对手的压力。

来源：内容由半导体行业观察（ID：icbank）综合自anandtech，谢谢。