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2020年8月31日 即巿股評 港股直擊

【跨市博弈】台積電可望將自身優勢進一步放大

半導體相關產業的新聞最近又再熱烘烘。其中,台積電(TSMC)總裁魏哲家在最近的線上論壇中就表示,7奈米製程的晶片近期已達到10億粒出貨量的里程碑,至於5奈米製程的強化版,估計將在2021年正式進入量產。此外,從5奈米製程發展出來、也兼容5奈米IP的4奈米製程,預算會在明年第4季正式試產。管理層亦透露未來規劃,3奈米晶片最快2021年可面世,2022年進入量產;而2奈米晶片廠將落戶新竹。說了很多半導體製程正進展到幾奈米,這到底這代表什麼意思呢﹖

簡單來說,所謂的XX奈米,其實是指的是積體電路MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)柵極的寬度,也稱為柵長。柵長越短,理論上就可在相同大小的矽片上塞入更多電晶體。根據摩爾定律(Moore's law),積體電路上可容納的電晶體數量,每隔24個月就可以增加一倍(現時的標準已縮短至18個月)。傳統上,MOSFET是採用「平面式結構」,但隨著製程不斷微縮,閘極長度縮小造成「短通道效應」,奈米製程開始採用立體結構,也就是所謂FinFET「鰭式場效電晶體」。由於物理極限,到了5奈米以下的製程就需要採用GAA(Gate All Around)「環繞式閘極」的結構。

至於製造電晶體的方法,就是要將電路構造印在矽片上,而且讓生產良率保持穩定,光刻機(Mask Aligner)絕對是關鍵的設備。光刻機的原理和照相機差不多,底片是塗滿光敏膠的矽片;電路圖案經光刻機,縮微投射到底片,利用紫外線作類似「投影繪圖」,蝕刻掉一部分膠,露出矽面做化學處理。目前,半導體生產大多使用DUV(深紫外光)光刻機,但到了7奈米或以下的製程就需要採用DUV+ 多重曝光技術,或是EUV(極紫外光)光刻機。不過,製造光刻機的技術門檻非常之高,全球只有荷蘭的艾司摩爾(ASML)可生產EUV光刻機,而ASML幾乎壟斷著整個高端光刻機市場。

據台積電的表示,從2015年到2020年期間,台積電的產能年複合成長率高達28%。此外,其5奈米將會是目前全球最先進的晶片製程,而且其製程良率正迅速趕上前一代的7奈米,主要是得益於EUV技術的應用,減少了製程步驟和生產的風險。與7奈米製程比較,5奈米運算速度和邏輯密度分別可提升15%和80%,而功耗卻可降低30%。就競爭優勢來說,台積電在代工市場的佔有率高達53.9%,遙遙領先包括三星(17.4%)和GlobalFoundries(7.0%)等其他競爭對手。當然,台積電也並非全無隱憂。有投行就表示,現價已某程度上反映了英特爾將部分產品會交由台積電代工生產;此外到了明年第一季,庫存上升的風險,預期首季的營收將會錄得倒退。不過,英特爾延後產品推出時間,令其競爭優勢逐漸失去,加上競爭對手三星在晶片彙整電晶體數量的技術上並不如台積電,導致的代工市佔率不斷流失,從中線來看,在5G、雲端和高效能運算等需求不斷攀升下,台積電應可繼續將自身優勢進一步放大。

(筆者及相關人士持有台積電、ASML的財務權益)

家族辦公室投資經理

徐立言(本欄每周逢一、三刊出)

www.facebook.com/hsulylab/

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