上周，台積電發布了該公司的第四季度和 2022 年全年收益報告。台積電這家全球頂級芯片工廠度過了非常繁忙、利潤豐(feng) 厚的一年——全年淨收入近 340 億(yi) 美元——該公司的年終報告還為(wei) 我們(men) 提供了更新後的台積電各種晶圓廠項目的狀況。

目前，台積電已開始使用其 N3（3 納米）製造技術進行芯片的大批量生產(chan) 。由於(yu) 高昂的設計成本和該節點的第一個(ge) N3B 實施的複雜性，該節點的提升最初將相當緩慢，因此全球最大的晶圓代工廠預計它不會(hui) 在 2023 年為(wei) 其收入做出重大貢獻。然而，該公司將投資數百億(yi) 美元擴大其 N3 製造能力，因為(wei) 最終 N3 有望成為(wei) 台積電的持久生產(chan) 節點係列。  

最初緩慢滑坡

“我們(men) 的 N3 已按計劃於(yu) 去年第四季度末成功進入量產(chan) ，良率良好，”台積電首席執行官魏哲家表示。“我們(men) 預計 2023 年將在 HPC 和智能手機應用程序的推動下實現平穩增長。由於(yu) 我們(men) 的客戶對 N3 的需求超過了我們(men) 的供應能力，我們(men) 預計 N3 將在 2023 年得到充分利用。”

值得注意的是，台積電在 2021 年和 2022 年的資本支出主要集中在擴大其 N5（5 納米級）製造能力上，因此該公司的 N3 能力適中也就不足為(wei) 奇了。同時，台積電預計 N3 在第三季度之前不會(hui) 占其收入的很大一部分。

事實上，第一代工廠預計 N3 節點（包括基線 N3 和將於(yu) 2023 年下半年進入 HVM 的寬鬆 N3E）可能占公司 2023 年晶圓收入的 4% - 6%。然而，這將超過 N5 在 2020 年前兩(liang) 個(ge) 季度的 HVM 貢獻（約 35 億(yi) 美元）。

“我們(men) 預計‘可觀的 N3 收入貢獻’將從(cong) 2023 年第三季度開始，N3 將在 2023 年貢獻我們(men) 晶圓總收入的中個(ge) 位數百分比，”台積電總裁魏哲家表示。“我們(men) 預計 2023 年 N3 收入將高於(yu) 2020 年第一年的 N5 收入。”

許多分析師認為(wei) ，基準 N3（也稱為(wei) N3B）將由 Apple 獨家或幾乎獨家使用，Apple 是台積電最大的客戶，盡管初始成本很高，但願意先於(yu) 所有其他公司采用前沿節點。如果這個(ge) 假設是正確的，並且 Apple 確實是使用基線 N3 的主要客戶，那麽(me) 值得注意的是台積電同時提到了智能手機和 HPC（台積電用來描述幾乎所有 ASIC、CPU、GPU、SoC 和 FPGA 的模糊術語，而不是旨在於(yu) 2023 年與(yu) N3 結合的汽車、通信和智能手機）應用。

N3E下半年登場

許多公司等待台積電的 N3E 技術（據台積電稱，該技術將於(yu) 2023 年下半年進入 HVM）的原因之一是更高的性能和功耗改進，以及更積極的邏輯縮放。華興(xing) 資本的分析師表示，另一個(ge) 原因是該工藝將提供更低的成本，盡管與(yu) N5 相比，其代價(jia) 是缺乏 SRAM 縮放。

“N3E 的 EUV 層數比基線 N3 少 6 層，有望簡化工藝複雜性、固有成本和製造周期時間，盡管密度增加較少，”華興(xing) 資本分析師 Szeho Ng 在本周給客戶的一份報告中寫(xie) 道。

Szeho Ng 表示，台積電最初的 N3 具有多達 25 個(ge) EUV 層，並且可以對其中一些層應用多重圖案化以增加密度。根據合同，N3E 最多支持 19 個(ge) EUV 層，並且僅(jin) 使用單圖案化 EUV，這降低了複雜性，但也意味著更低的密度。

“客戶對優(you) 化的 N3E（基準 N3B 提升後，主要限於(yu) Apple）的興(xing) 趣很高，包括 HPC（AMD、英特爾）、移動（高通、聯發科）和 ASIC（Broadcom）中的計算密集型應用程序，Marvell），”HSzeho Ng 寫(xie) 道。

在 N3P、N3S 和 N3X 到達之前，N3E 似乎確實是台積電主要的 3nm工藝。

N3上的大量投資

雖然台積電的 3nm 級節點將在 2023 年為(wei) 公司帶來略高於(yu) 40 億(yi) 美元的收入，但該公司將花費數百億(yi) 美元擴大其晶圓廠產(chan) 能，以在各種 N3 節點上生產(chan) 芯片。今年公司的資本支出預計在 320 億(yi) 美元至 360 億(yi) 美元之間。其中 70% 將用於(yu) 先進工藝技術（N7 及以下），其中包括中國台灣的 N3 產(chan) 能，以及亞(ya) 利桑那州 Fab 21 的設備（N4、N5 節點）。同時，20% 將用於(yu) 使用專(zhuan) 業(ye) 技術生產(chan) 芯片的晶圓廠（這實際上意味著各種 28 納米級工藝），10% 將用於(yu) 先進封裝和掩模生產(chan) 等方麵。

在 N3 和 N5 容量上花費至少 220 億(yi) 美元表明台積電對這些節點的需求充滿信心。這是有充分理由的：N3 係列工藝技術將成為(wei) 台積電最後一個(ge) 基於(yu) FinFET 的複雜高性能芯片生產(chan) 節點係列。該公司的 N2（2 納米級）製造工藝 將依賴於(yu) 基於(yu) 納米片的環柵場效應晶體(ti) 管 (GAAFET)。事實上，來自華興(xing) 資本的分析師 Szeho Ng 認為(wei) ，今年用於(yu) 先進技術的資本支出中有很大一部分將用於(yu) N3 產(chan) 能，為(wei) N3E、N3P、N3X 和 N3S的推出奠定基礎. 由於(yu) 具備 N3 能力的晶圓廠也可以在 N5 工藝上生產(chan) 芯片，台積電將能夠在對基於(yu) N5 的芯片也有大量需求的地方使用這一產(chan) 能。

“台積電預計 2023 年的資本支出為(wei) 320-360 億(yi) 美元（2022 年：363 億(yi) 美元），其擴張重點是 Fab 18（台南）的 N3，”該分析師在給客戶的一份報告中寫(xie) 道。

由於(yu) 台積電的 N2 工藝技術隻會(hui) 在 2026 年開始逐步提升，因此 N3 確實將成為(wei) 該公司的一個(ge) 持久節點。此外，由於(yu) 它將是最後一個(ge) 基於(yu) FinFET 的先進芯片節點，它將在未來許多年內(nei) 使用，因為(wei) 並非所有應用都需要 GAAFET。

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