(2021.6.7)半导体一周要闻－莫大康

半导体一周要闻

2021.5.31- 2021.6.4

1. 台积电技术论坛揭露九大趋势

《问芯Voice》全方位解读台积电包括 3nm 等高端制程进展、特殊制程、产能规划、新晶体管研究成果、新材料发现、全球生产基地布局，以及 PMIC /AR / VR 显示技术、嵌入式新式存储器的应用进度。

台积电形容，成立 33 年来的晶圆总生产量超过一亿片（约当12寸），堆叠起来的高度相当于 12 座珠穆朗玛峰。同时，台积电也再度强调，未来 3 年 1000 亿美元的投资金额，绝对符合客户需求，过去台积电是稳健扩产，现在要以 5 倍的速度来建厂扩产。当数十亿个装置互相连结产生的数据需求，极可能造成耗能的激增。根据统计，光是资料中心就占了全球用电量的 1%，相当于 2000 亿度电，这数字超越某些国家一年的用电量。

重点一，2023 年 5nm 将是 2020 年产能 4 倍，开始进入车用设计生态。

5nm 是 7nm 之后的另一个完整制程节点，且良率改善速度也创下新纪录。自 2020 年量产以来，台积电的 5nm 出货超过 50 万片。再者，4nm 是 5nm 的进化版，PPA 获得改善，同时也减少光罩层数，让客户将设计从 5nm 转到 4nm 更简易。4nm 制程预计在今年第三季进入试产。谈到 5nm，当然要讲一下美国亚利桑那州晶圆厂的进度，该厂房为台积电Fab 21 厂，位于凤凰城机场的北边，预计 2024 年开始量 5nm 制程，初期规划单月 2 万片产能。

重点二：EUV 量产关键：EUV Wafer Move 比机台数量更重要

台积电的 EUV 设备在 2020 年装置的数量占全球 50%。不过，另一个数据 EUV Wafer Move 或许更有意义，因为这个数字越高，也代表着越多学习和经验累积，更是EUV量产是否成熟的重要指标之一。而台积电 2020 年的 EUV Wafer Move 比例却高达 65%，比装置比率还要高，显见其量产的成熟度极高。

重点三：3nm 上市量产第一年就会达到 5nm 的两倍以上。

台积电的 3nm 制程架构持续使用 FinFET 晶体管。与 5nm 相较，3nm 可提升效能 15%、功耗降低 30%、逻辑密度提高 70%，目前规划 3nm 制程 2022 年下半在台南 Fab 18 厂进入量产。再者，台积电也预计 3nm 量产第一年的客户产品数量会是 5nm 的两倍以上。

重点四：7nm 家族拿下 2021 年 IEEE 电子电机协会企业创新奖

台积电今年 7nm 系列的产能将比 2018 年的 7nm 产能大幅成长四倍。台积电 2018 年开始量产 7nm，一路发展至 2020 年，整个 7nm 家族有数十家客户数百种产品生产 10 亿颗芯片。

重点五：今年底 6nm 将达到 7nm 家族总产能的 50%。

6nm 是基于 7nm 制程的基础打造，逻辑密度提称 18%。预计到 2021 年第四季，6nm 将可达到 50% 的 7nm 总产能。

重点六：显示器驱动芯片、电源管理芯片、图像感测器、MCU、eNVM 五大技术趋势分析。

特殊技术业务开发资深处长刘信生表示，特殊制程和高端制程是互补的、共生的。

2018 年特殊制程产能占整体产能 45%，今年将成长至 60% 比重。整体来看，今年特殊制程总产能会比去年成长 12%。

电源管理芯片 PMIC：制程技术从 8 寸 0.18 BCD 到 12 寸的 0.13 BCD、90  BCD、40 BCD 制程，客户根据不同需求作选择。

重点七：3D IC 时代来临，2022 年 3DFabric 专用晶圆厂正式启用。

台积电提出的3DFabric概念，涵盖所有旗下的 3D IC 技术包括Cowos、InFO、SoIC。

重点八：台积电在新材料与新晶体管研发上有重要进展。

张晓强指出，回顾历史，晶体管是半导体技术的核心，是二十世纪最伟****明之一。晶体管架构不断演变下，已从二维架构到今天 3D FinFET，而未来半导体架构也会持续创新，例如 Nanosheet/Nanowire、GAA 进一步提升晶体管效能。

重点九：复杂的 5G RF 技术带来巨大挑战，台积电提出 N6RF 制程对应。

2. 国产5G PA追上了吗？难在哪里?

从2G PA走到了5G PA。2006年，国产2G PA量产；2011年，国产3G PA量产；2016年，国产4G PA量产；2020年是5G元年，国产5G PA量产，慧智微成为第一家与Skyworks和Qorvo同步推出产品的国产射频PA公司。

5G PA模组面对的都是国内头部的手机客户，他们对产品性能、可靠性、供应链等的要求很高，量产交付质量要求是100ppm以下。对于数字芯片来讲，100ppm以下这个要求很低，但对于射频PA来说，是很有挑战的，更何况是5G PA模组产品，这道坎，不是所有射频PA公司都能跨过去的。手机客户向头部集中，没有原来的“小白鼠”客户了，新产品导入手机客户端越来越难。现在国内的手机客户，屈指可数。第一梯队的品牌客户有华为、小米、OPPO、vivo、荣耀、传音等。第一梯队的手机ODM厂家：闻泰、华勤、龙旗、中诺等。

首先，头部手机客户在技术上对国产5G PA公司不信任，技术测试更仔细，其次，手机客户在产品导入流程上，对国产射频PA也是不利的。选择国际厂商的射频PA，不存在对与错，各部门是免责的。5G PA模组，选择Skyworks和Qorvo是第一选项，选择他们产品出了问题，对个人和部门来说，就是没有问题。如果选择国产5G PA模组，出了问题，个人和部门就会很有压力，会承担相应责任。

3. 华虹半导体宣布12英寸90纳米BCD实现规模量产

华虹半导体拥有先进的模拟及电源管理IC工艺平台，涵盖0.5微米到90纳米工艺节点，可广泛应用于电源管理、工业控制、音频功放、室内外照明、汽车电子等领域，是DC-DC转换器、AC-DC转换器、LED照明和电池管理等产品的极佳工艺选择。

BCD技术可以在单一芯片上集成双极型器件（Bipolar）、CMOS器件和DMOS器件。BCD工艺综合了Bipolar器件高驱动、高频、高精度以及CMOS器件数字化、高集成度、低功耗的特性，同时还有DMOS器件抗高压、大电流、强驱动的能力，被广泛应用于电源管理芯片的设计和制造中。

华虹宏力深耕电源管理芯片代工市场，拥有约300项BCD工艺相关的专利，可提供全系列BCD/CDMOS工艺，覆盖电压范围从5V至700V，达到国际先进水平。贾璐博士为在场人士详细介绍了华虹宏力的BCD工艺平台“组合拳”。

汽车电子领域出于安全考虑，要求十分严格。华虹宏力从SPICE模型、library与IP验证、以及制程可靠性测试三方面为车规级产品保驾护航。180nm BCD 40V工艺平台满足AEC-Q100 Grade 0车规级产品要求，正在进行产品验证；同时，180nm BCD 60V-100V和110nm BCD+eFlash 40V等工艺平台正在开发中，将满足AEC-Q100 Grade 1车规级要求。通过“安全、可靠、高性能”的多种工艺平台灵活组合，华虹宏力将为持续攀升的汽车半导体市场需求提供更优质服务。

4. 加码光刻领域，华为哈勃投资科益虹源

企查查显示，6月4日，哈勃科技投资有限公司新增一家投资企业——北京科益虹源光电技术有限公司（以下简称“科益虹源”）。

科益虹源于2016年7月，由亦庄国投、中国科学院微电子所、国科科仪等共同出资设立，是国内少数具备高端准分子激光技术自主研究和产品化能力的公司，也是国家02重大专项“浸没式曝光光源研制与小批量产品生产能力建设”的成果产业化载体。

2018年3月科益虹源自主设计开发的国内首台高能准分子激光器顺利出货，打破了国外厂商的长期垄断。

5. 台积电扩建12座晶圆厂

6. 断根之战拜登釜底抽薪，欲将中国彻底排除在关键产业链之外

这里所说的“根”指科技之根、产业之根、乃至经济之根。芯片就是电子化、信息化的“根”！强迫日韩台合作，跟中国展开“断根”之战。特别是拜登，正在布一个很大的局，要跟中国展开“断根”之战，釜底抽薪，彻底封杀中国高科技产业。拜登的计划就是在美国境内建立完整的半导体产业链，将全球5奈米以下高端芯片制造全部转移到美国生产，并完全掌控和垄断高端芯片设计和制造技术。

但即使大规模投资建厂也难以与台积电、三星竞争，而最便利的方式就是逼迫台积电和三星加快在美国建厂，将5奈米以下芯片全部转到美国在生产；同时施压日本半导体关键原材料企业到美国设厂。所以，拜登政府强迫日韩和中国台湾将半导体关键生产转移到美国，从而夺回全球半导体市场的主导权。拜登亲自点名台积电将5奈米以下芯片制造厂迁至美国；说了美国商务部部长雷蒙多、美国贸易代表戴琪喊话：美国最需要的就是中国台湾芯片！ 

也说了拜登施压台积电整体搬迁美国，而台积电正在美国建6座制造厂，生产5奈米以下高端芯片，包括即将量产的3奈米芯片和正在研制的2奈米芯片。拜登现在很着急，他知道，如果在台积电整体搬迁美国之前，台海发生战争，台湾芯片制造将面临灭顶之灾，从而导致全球半导体产业瘫痪，从而摧毁全球经济。拜登的第二个目标盯上了三星。

台积电和三星在芯片制造领域占比太高，美国公司应该把 1/3 以上的芯片留在美国本土生产。

7. 日本支付185亿日元与台积电共同开发芯片制造技术

《日本经济新闻》报道说，日本政府将支付370亿日元(3.37亿美元)研究设施费用的一半，但并没有透露消息来源。台积电今年2月表示，将斥资约1.78亿美元在东京附近开办一家材料研究子公司。

8. 美国540亿美元芯片补贴或因两党对中国的政策有分歧而泡汤

这项参议院法案授权 1200 亿美元用于高科技研究，另外 540 亿美元用于补贴美国半导体的生产。在对美国芯片工厂的补贴上，国外公司和本土公司一视同仁。这笔资金的一个关键目标是将世界上最先进的芯片工厂带到美国。只有台积电和韩国三星电子公司有这样的技术。民主党参议员鲍勃凯西 (Bob Casey) 和共和党参议员约翰科宁 (John Cornyn) 的另一项修正案则要求对美国在中国或敌对国家的任何投资进行跨部门审查。这将标志着美国法律的巨大变化，几十年来，美国法律有审查入境投资的规定，但从没向对外投资进行审查。

9. 第一季全球前十大封测业者营收达71.7亿美元

10. 台湾半导体产值

11. 三巨头先进制程竞赛

12. 美国政府扩大涉军中企贸易黑名单至59家！8月2日生效（附全名单）

美国拜登总统于当地时间周四签署了一项行政命令，禁止美国实体投资数十家据称与国防或监控技术部门有联系的中国公司，美国政府称此举扩大了特朗普时代有法律缺陷的命令的范围。拜登维持强硬对华政策，针对国防、相关物资或监控技术类产业，扩大涉军中企贸易黑名单，从特朗普时代的 48 家增至 59 家。该禁令宽限期为 60 天，美东时间 8 月 2 日凌晨零时 1 分正式生效，投资者将有一年的缓冲期来完全撤资。

13. SEMI：今年Q1半导体制造设备全球销售额同比增长51%

6月3日，半导体行业国际团体SEMI发布数据称，2021年1-3月半导体制造设备的全球销售额同比增长51%，达到235亿美元。随着半导体存储器的行情复苏，韩国和中国的大型半导体厂商的设备投资变得活跃。

按国别来看，韩国为73亿美元，成为世界最大市场，中国为59亿美元，排在第2位。在这两大市场，韩国三星电子和SK海力士等大型半导体厂商都在为增产存储器而展开积极投资。中国企业也在加快增长，紫光集团旗下的长江存储科技(YMTC)等宣布在世界最尖端水平的技术开发方面取得成功。

此前，外媒援引国际半导体产业协会（SEMI）的数据报道称，去年芯片制造商在8英寸晶圆厂的设备支出方面，超过了30亿美元。SEMI指出，今年全球芯片制造商在8英寸晶圆厂设备方面的支出，将达到40亿美元，较去年的30亿美元增加明显。

14. 华为正式发布HarmonyOS 2

6月2日晚，华为正式发布HarmonyOS 2及多款搭载HarmonyOS 2的新产品。据新华社报道，这也意味着“搭载HarmonyOS（鸿蒙）的手机”已经变成面向市场的正式产品。此前华为表示，HarmonyOS 是新一代的智能终端操作系统，为不同设备的智能化、互联与协同提供了统一的语言。带来简捷、流畅、连续、安全可靠的全场景交互体验。

15. Gartner预测全球芯片供应短缺将持续到2022年第二季度

Gartner首席研究分析师Kanishka Chauhan表示：“半导体供应短缺将严重扰乱供应链并将在2021年制约多种电子设备的生产。芯片代工厂正在提高芯片的价格，而芯片公司也因此提高设备的价格。”

大多数类别的设备供应短缺预计将持续到2022年第二季度（见图一），而基板产能限制可能会延长到2022年第四季度。

16. 首发6nm RF制程美国晶圆厂已开工，台积电线上技术论坛透露了哪些重要信息？

5nm制程技术于2020年领先业界量产，目前已超过50万片。台积电指出，因应客户强劲需求，2023年包括4nm的5nm系列制程产能将会比2020年大幅成长超过4倍。

4nm制程技术的开发进度相当顺利，预计于2021年第3季开始试产，较原先规划于2021年第4季试产提早了一季时间。

3nm制程技术将依原订计划于2022年下半年量产，届时将成为全球最先进的逻辑技术。相较于5纳米制程技术，3纳米制程速度增快15%，功耗降低达30%，逻辑密度增加达70%。

17. TSMC近5季技术平台销售占比

18. 2020年全球模拟IC前十排名

19. 2020全球主要产业半导体芯片采购金额

20. 华为投资光刻机公司 鸿蒙接入三大****系统

华为旗下的哈勃投资公司开始投资光刻机领域了，入股了由中科院微电子所控股的科益虹源公司。

目前有三大****已经宣布支持HarmonyOS，其中包含了广发****（****）、中国****和中信****（****），对此，广发****表示，广发正式成为华为鸿蒙OS生态首批成员，作为****业率先适配鸿蒙系统的****应用，全力支持操作系统国产化，而中国****也表示，携手华为鸿蒙迈入“原子化服务”时代。

21. 鸿蒙不再属于华为，工信部正式接手

近日，由华为自主研发的鸿蒙系统正式发布，自此，中国宣告打破安卓在国内的长期垄断。这原本是一件可喜的事，但鸿蒙系统的诞生却遭到了友商的冷嘲热讽。任正非作为一位格局远大的企业家，当然不希望历经8年才完善的鸿蒙系统只在自家设备上使用，为了让鸿蒙走进市场竞争，华为做了一个让国人热血沸腾的决定。

华为宣布捐赠鸿蒙

鸿蒙系统作为中国第一款手机操作系统，要想获得市场，必须先获得国产手机商的支持，但是如今友商都有顾虑，担心使用鸿蒙系统后引火上身，于是，任正非对症下****，决定让华为与鸿蒙脱离关系。近日，华为已经决定将鸿蒙系统底层核心架构捐赠给“开放原子开源基金会”，据悉，这个基金会组织是由工信部主导成立，此决定生效后，鸿蒙将不再属于华为，而是归国家所有。

22. 台积电夜鹰部队

它是张忠谋在2014年提出的加快研发的措施,要求工程师以24小时“息人不停机”方式连续作业,加速10纳米制程的量产。尽管加入夜鹰部队的员工底薪加30%,分红加50%,但是这样的艰苦卓绝精神值得欣佩。当时流行一句话，十万青年,十万肝,台积电轮班救台湾。