台積電三星英特爾爭霸半導體先進位程，誰將勝出？

台積電、Samsung與Intel在先進位程發展的競爭關係備受市場矚目。過去先進位程發展除了解決微縮閘極寬度上的困難外，EUV光刻機設備性能也是關鍵影響因素之一；能夠達成Immersion機台的單位時間晶圓處理量與穩定度，才能確實發揮納米節點微縮對晶圓製造成本與技術精進的綜效優勢。

從2019年7月17日ASML公布的財報顯示，EUV光刻機數量持續增加，新型號NXE 3400C在晶圓處理的速度方面WPH(Wafer Per Hour)已經可以每小時處理170片晶圓，達到過去Immersion機台水平。

在光刻機符合量產規劃的需求下，台積電、Samsung與Intel在先進位程的時程規划上也將更為激烈，無一不期望在競爭關係中勝出。

台積電時程規劃領先業界並積極備妥產能

從2019年7月18日台積電法說會上可看到，雖然對2019下半年的半導體趨勢而言，台積電做出整體晶圓代工產業總值衰退1%的估算，但對先進位程未來持續性成長需求仍深具信心。

現有量產的7nm節點除了在手機、HPC業務佔比持續提升外，也搭上深具話題性的5G相關晶元需求，包括聯發科的業界首款5G手機SoC、海思的Balong 5000 5G數據機晶元、Qualcomm的5G數據機晶元X55等，持續推動先進位程的投片力道，預估台積電7nm的月總產能在2019年第四季將超過100K，產能利用率也可望維持在90%以上。

在5nm製程方面，台積電的發展速度領先業界，預計於2020年第一季量產。與客戶的合作關係緊密，包括Apple、海思的手機AP需求，AMD下一代CPU處理器，以及Qualcomm在2020年推出的旗艦手機AP，都可能是台積電5nm的潛在客戶；若按照主力各戶群的投片預測來估算，5nm月總產能規劃至2020年底前可能上看60～70K，其發展速度與7nm製程相當。

至於3nm製程，雖然受到新建廠房進度而可能稍微延遲至2022年後量產，但根據過往台積電的研發規劃，在量產廠生產前其實研發產線已有部分出貨給客戶的能力，因此在2021下半年推出3nm產品並無不可能，也不至在時程上落後Samsung。無論在技術發展或供應市場需求的產能規划上，都可望持續助益台積電的領先地位。

Intel步調保守力求穩定發展

Intel過去在製程技術上一直居於領先地位，然而在10nm節點遇到開發上的困難與產能分配問題，導致在先進位程的時程圖規划上落後台積電與Samsung。

由於Intel在開發10nm節點時對EUV的規劃偏向保守，在ASML首波EUV機台供應客戶清單中佔比很少，絕大多數為台積電購買，也因此讓Intel在EUV光刻機的調機階段時間拉長，加上既有量產產品與研發需求互搶產能的情況下，影響先進位程規劃。

目前10nm產品已追上量產進度，預計在2019年第四季供貨，而7nm節點則規劃至2021年量產，並延續7nm推出優化版本7 和7 ，發展步調穩健，5nm計劃則可能落在2023年後。

Samsung加速時程緊咬台積電

Samsung在先進位程上追趕台積電的腳步積極。由於Samsung決定直接開發7nm EUV方案，從官方Roadmap顯示，7nm EUV已於2019年第二季量產；然而客戶以自家手機AP晶元及IBM的Power系列晶元為主，其他外部客戶尚在評估下單狀況，故7nm月產能至2019年底可能規劃10～15K左右。

在5nm部分，雖然7nm全面EUV化，在曝光顯影製程的EUV調校上能有經驗優勢；然而Samsung在製程節點上的細緻化，從10、8、7～5nm皆有布局，令5nm量產時間可能不如預期快，估計量產時間落在2020下半年。

至於3nm製程節點，Samsung宣稱在2021年會推出採用GAA(Gate-All-Around)產品，或許將成為在時程上與台積電正面對決的納米節點，然而後續能否如期推出，仍有待觀察。

結語

值得一提的是，從終端應用市場面向分析，3間發展先進位程廠商的商業模式略有不同：台積電為純晶圓代工、Intel屬於IDM、Samsung則是兩種業務皆有涉略，因此未來的競賽結果或將與其客戶和產品線較有關聯性。Intel無疑仍以CPU與嵌入式GPU為主，台積電與Samsung則透過代工AMD、NVDIA取得部分市場。

而手機AP則是台積電與Samsung角力的主戰場，因此在先進位程發展上誰能獲得最大利益，或許仍取決於終端產品的銷售情形，不過若以客觀角度來看，台積電手握CPU、GPU及手機AP與HPC等高端產品線，在時程規划上若又能持續領先競爭對手，對於未來在先進位程市場拿下大多數份額，仍較具優勢。

Source：拓墣產業研究院

圖片聲明：封面圖片來自拍信網。

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