台積電(TSMC)在7nm製程節點上，領先三星和英特爾(Intel)是既定事實。而且這個優勢也延續到了當前已大規模量產的5nm製程，以及大概率5nm衍生出的4nm，和下一代3nm製程節點上。

當前三個尖端製程晶圓代工廠，在製程節點邁進上已經產生了較大的分歧。在Intel的第三代10nm製程改名之後，Intel 7製程的下一個演進節點是Intel 4，後續是Intel 3、Intel 20A和Intel 18A，Intel 3恐怕是趕不上與另外兩家3nm製程的競爭了。

(本表僅供參考，出貨時間節點需以最終產品為準)

而在三星這邊，2019年三星原本規劃7LPP之後的下一個完整節點是3nm GAA (而5nm在三星的製程路線中屬於半代製程)；但後來三星對這一規劃做了更新，7LPP之後的完整演進改做4LPE。所以4nm成為三星接下來一段時間的發展重點。當然三星在3nm節點率先採用GAA結構的電晶體，也是如今熱議的焦點。

台積電的路線是目前最正的，N7->N5->N3是為完整演進的幾個製程節點，步子也邁得相當穩健；當然其中作為同代節點增強或演進的N6、N4等發展也挺順遂。不過這其中的變數，最近似乎又多了一些。

台積電N3製程目前進展

分析機構SemiAnalysis的消息稱，台積電N3製程可能目前正在遭遇良率不及預期，金屬堆疊性能不佳，以及造價昂貴的問題，應該是趕不上明年的iPhone 14。N3的出貨時間基本在2023年第一季。

10月月中，台積電就其製程做了一些重要發佈，包括缺晶片及其N3製程的進展。台積電CEO魏哲家表示，2022年下半年N3將進入大規模量產，但預計N3產生的營收要到2023年第一季才會表現出來，畢竟轉變為產品還是需要一個週期。大規模量產和出貨時間的確還是有時間差，出貨才能轉為營收。

在大規模量產之前，一般都會有個風險生產(risk production)階段。實際上，10月中台積電還是在說，N3風險生產計畫在2021年——今年其實也就剩下不多的時間了。起碼這個消息顯示，10月時N3的風險生產還沒有開始。

如此看來，從N5和N3製程的出貨起始點，中間隔了大約兩年半。從晶圓出貨的角度來看，實際上N3可能延後了大約6個月。這與N3製程更高的複雜度是有莫大關聯的。在極紫外光(EUV)微影的使用上，N3針對每片晶圓大約需要用到30~35次EUV曝光。以台積電當前的EUV微影機保有量，以及輸出能力，N3每月可達成的產量大約是15,000片晶圓。這還沒有考慮到微影以外步驟的複雜性。從這個角度來說，N3製程製造週期也會比N5更久，延後似乎也順理成章。此外，SemiAnalysis的分析預計，N3 晶圓的成本每片會超過20,000美元。

N3之後的N3E

在N3之後1年，台積電N3E大約會隨之而來。如前面所述，在完整演進製程之外，當前的晶圓代工廠普遍還會推半代製程(或說針對現有公司的BKM更新)，6nm、4nm都是這樣的產物(三星4nm製程是一個完整演進的節點)。

台積電針對完整節點的命名規則，通常會先有個製程性能增強版，爾後再在製程數字上做文章。比如說N5製程，隨之而來的就有N5P，以及後面的N4。

從最新的消息來看，N3之後的增強版叫做N3E。魏哲家表示，N3E作為增強版製造製程，會有更好的性能、功耗表現和生產效益。N3E量產會在N3製程1年以後，N3E的大部分設計規則都與N3相似；成本上兩者差不多，「但我相信客戶能夠享受到更好的生產效益、良率，以及電晶體性能。」

2nm時代的不確定性

筆者認為，直到N3/N3E之時，台積電在製造技術上的優勢仍將存在。原因在於，這一時期台積電的主要競爭對手，三星3nm製程存在著相當的不確定性。但台積電N3以後的發展可能存在更大的不確定性。去年年初，Intel曾在摩根士丹利會議上承認暫時失去在晶片製造製程方面的優勢地位，到5nm時代才能重回領導地位。在此之後，Intel又宣佈了7nm計畫延後。當時Intel的製程還未改名，現在7nm已經改名為Intel 4；而原計劃的5nm則已經改名為Intel 20A (A是埃米的意思)。這次改名總算是在命名上，讓Intel站在了台積電、三星的同一起跑點。

如果Intel技術進度不變，則理論上Intel需要在20A (或者傳統意義上的2nm)節點上重回昔日地位。當然口說肯定是無憑的，不過台積電N3製程某種程度上的延後，對其後續與三星和Intel在2nm節點上的競爭產生影響。三星和Intel也都期望，並表達過2nm能夠在技術上取得領先優勢，這對這兩家晶圓代工廠而言自然是機會。

魏哲家近期評論2nm製程時提到：「2025年，我們的2nm技術在密度和性能方面都將是最具有競爭力的。」由此可知，若一切依照計畫發展，台積電2nm製程會在2025年到來。

三星上個月初也談到了自家的2nm製程，表示其2nm製程大規模量產的時間在2025年下半年。而且三星在2nm節點上比台積電和Intel都有優勢，即因為其3nm製程就已經開始採用GAAFET電晶體，就能為2nm製程提供相當好的技術經驗；三星晶圓代工業務負責人Siyoung Choi說，2nm將是三星的第三代GAA製程技術。這樣的先發優勢是台積電沒有的。

而先前Intel 20A製程宣佈的時間似乎還早於2025年。Intel 2025年下半年規劃將要量產的是Intel 18A。當然我們現在尚不清楚到時這幾家的2nm製程是否能放到一起比較，以及沒有考慮晶圓代工廠普遍愛「放衛星」(編按：誇大之意)的傳統…

不過市場有這樣的變化，才能持續盤活。實際上以晶圓代工廠的傳統，現在談2025年真的為時過早，中間更多技術、工程上的變數還會很多。往後的尖端製造製程，大概是一盤誰也沒有底氣說自己穩贏的棋局。

本文原刊登於國際電子商情網站

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