臺積電3nm下半年見，明年換用更強EUV光刻機，年營收或十年首次下滑

4月26日消息，全球最大的芯片代工制造商臺積電正竭盡全力滿足其最大客戶美國消費電子巨頭蘋果公司對3nm芯片的需求，分析師認為這個情況是臺積電量產工藝和產量出現了問題導致的。

臺積電和它在代工業務中的第二大競爭對手韓國三星電子，正在爭先為蘋果和美國AI訓練芯片巨頭英偉達等客戶生產智能手機和高性能計算（HPC）的3nm產品。臺積電在上周的季度業績公告中聲稱其已實現3nm量產。

“我們在半導體行業中率先以良好良率實現3nm工藝芯片的大批量生產，由于客戶對N3（臺積電3nm術語）的需求超出了我們的供應能力，我們預計N3將在2023年得到充分利用，同時得到HPC和智能手機應用程序的支持。預計N3的收入貢獻將在第三季度開始，到2023年，N3占我們晶圓總收入的百分比將會是個位數。”臺積電首席執行官魏哲家在與分析師的電話會議上說道。

臺積電、三星和英特爾的目標是獲得技術領先地位，以服務包括蘋果、英偉達和其他設計數據中心芯片的客戶。最終的行業領導者將在代工業務中獲得最大份額的利潤，幾十年來，代工業務的增長速度比整個半導體行業發展速度都要快。Susquehanna International Group高級分析師Mehdi Hosseini稱，目前，臺積電在此行業的地位仍位居榜首。

Hosseini在他提供給EE Times的一份報告中說：“在我們看來，臺積電仍然是先進節點的首要代工選擇，三星代工尚未展示穩定的先進工藝技術，而IFS（英特爾代工服務）距離能提供有競爭力的解決方案還有數年的時間。”

Hosseini透露，臺積電將在2023年下半年在N3節點推出蘋果的A17和M3處理器，并在N4和N3推出基于ASIC的服務器CPU。Hosseini在報告中表示，臺積電還將在N5制造英特爾的Meteor Lake圖形芯片，在N5和N4制造AMD的Genoa和英偉達的Grace處理器，以及在N5制造英偉達的H100 GPU。

Arete Research高級分析師Brett Simpson說：“我們認為臺積電將在2024年上半年與蘋果一起對N3進行正常的基于晶圓的定價，平均售價約為16000-17000美元。目前，臺積電A17和M3處理器的N3良率約為55%（N3開發現階段的健康水平），有望按計劃每季度將良率提高約5個百分點。臺積電在早期階段的發展重點是優化產量和晶圓周期時間以提高效率。”

Arete報告稱，對于iPhone A17芯片，臺積電將制作82個掩模層，芯片尺寸可能在100-110平方毫米范圍內。報告補充說，這意味著每個晶圓的產量約為620個芯片，晶圓周期為四個月。M3芯片尺寸可能為135-150平方毫米，每個晶圓約有450個芯片。

Hosseini表示，由于需要采用工具供應商ASML的EUV光刻技術進行多重曝光，臺積電推遲了3nm的推出和量產。“雖然EUV多重曝光的高成本使得EUV的成本/收益沒有吸引力，但放寬設計規則以盡量減少EUV多重曝光層的數量會導致更大的裸片尺寸。”Hosseini說。他補充說，在更高吞吐量的EUV系統ASML的NXE:3800E于2023年下半年面世之前，“真正的”3nm節點將無法擴展。據Hosseini稱，NXE:3800E將通過降低EUV多重曝光的總體成本，幫助將晶圓吞吐量提高約30%，比目前的NXE:3600D高。

Hosseini在報告中表示，臺積電將在2024年上半年加速采用NXE:3800E，因為該代工廠為更多客戶擴展N3E和其他3nm節點的變化。臺積電在光刻方面得到了客戶英偉達的幫助。

據魏哲家稱，“cuLitho”軟件和硬件正在將關鍵技術轉移到英偉達的GPU，這將有助于臺積電部署逆光刻和深度學習。美國銀行研究分析師Brad Lin稱：“我們最近看到臺積電與英偉達、新思科技和ASML合作進行2nm及以上芯片的生產。臺積電目前是該組合中唯一的代工廠。”

臺積電預計其下一個節點N2將于2025年開始生產。魏哲家說：“在N2，我們觀察到客戶的興趣和參與度很高。2nm工藝一經推出，無論在密度還是能效方面都將成為業界最先進的半導體技術，并將進一步擴大我們公司未來的技術領先地位。”

該公司透露，目前席卷整個行業的芯片庫存調整水平高于臺積電三個月前的預期，并可能延續到今年第三季度。因此，臺積電現在預計其2023年的營收可能出現近十年來的首次下滑。這家公司預測，其銷售額可能會下降個位數的百分點。

分析師Simpson說：“對于其他代工企業來說，2023年的銷售額下降幅度可能比臺積電更大，下半年復蘇緩慢是常態。”

盡管經濟不景氣，臺積電仍堅持與去年相同的在320億美元至360億美元之間的資本支出預算。隨著設備利用率下降，臺積電有望在第三季度實現業務反彈， 利用率是盈利能力的關鍵指標。

分析師Hosseini說：“我們預計混合利用率將在2023年第二季度跌至66%左右的谷底，N7利用率將跌至50%以下。在新產品增加的推動下，利用率將在2023年下半年出現反彈。”

結語：臺積電竭力供應3nm芯片，預計N2將于2025年開始生產

臺積電正竭力滿足蘋果等客戶的訂單需求。分析師稱臺積電是最合適的先進節點的代工選擇，并透露臺積電將在2023年下半年在N3節點推出蘋果的A17和M3處理器，并在N4和N3推出基于ASIC的服務器CPU。臺積電方預計其N2節點將于2025年開始生產。

臺積電在2023年的營收可能迎來十年來的首次下降，但在新產品的推動下，有望在第三季度實現反彈。