台积电走向全球分散风险 深耕本土主导研发

时间:2023-08-21 07:21内容来源:联合早报 版阅读:新闻归类:台海局势

台积电走向全球分散风险  深耕本土主导研发

身处中美科技冷战的暴风眼,台湾积体电路制造公司(台积电)走向全球分散风险,也深耕本土主导研发。据《联合早报》了解,台积电2028年有望先在台湾量产1.4纳米制程晶片(也称芯片),并在2031年之后推出一纳米和更尖端的制程,突破物理极限,提升智能生活。

中美竞争进入科技冷战阶段,美国不断加码对中国“卡脖子”,精准管制对华出口涉及半导体晶片的科技、设备和资金;中国也以维护国家安全和利益为理由,切断出口制造晶片的原材料作为反制。

许多专家已指出,晶片发展攸关经济荣枯和军备竞赛,中美基于国防安全和繁荣发展而互不相让。但彼此市场和利益紧密交织,难以脱钩断链,因此美国最近强调“去风险”,通过拉拢和游说盟友政府,要求台积电和三星到海外设厂分散风险。

在这背景下,全球晶片代工龙头台积电陆续宣布在美国、日本和德国设厂,但具备完整供应链生态的台湾仍然会是全球研发和制造的大本营。台积电目前为全球制造超过九成的尖端晶片。

根据台积电2022年的年报,该公司员工总数超过7万3000人,生产1530万片12寸晶圆(每片可切割出约600个晶片),并为全球532家客户量身定做1万2698种晶片。相比下,所有海外厂的预估员工和产能,总和不超过总数两成。

台积电为全球制造超过九成的尖端晶片,包括为532家客户量身定做1万2698种晶片,为智能手机、电脑、人工智能(AI)、战斗机和无数电子产品,提供作为“大脑”的运算处理器。(路透社)

台积电最近也高调宣示根留台湾的决心,包括7月28日在新竹总部启用可容纳8000名研发人员的全球研发中心,8月8日宣布在高雄厂生产目前最先进的二纳米制程晶片,计划2024年下半年试产、2025年量产。根据现有规划,海外厂制程都落后台湾厂至少一个世代或三年左右。

一纳米(nm)是百万分之一毫米(mm),指甲般大小的二纳米制程晶片可容纳超过500亿个电晶体(也称晶体管),提升运算速度也更省电。

不过,随着电晶体已微缩到比肉眼难辨的病毒(约100纳米)还小,半导体科技已逼近物理极限,必须另辟蹊径寻找突破。

根据台积电在5月11日年度技术论坛揭露,进入二纳米制程之后,科研人员将采取垂直堆叠的电晶体架构、新的半导体材料,以及先进封装技术,来进一步微缩电晶体面积和提升省电性能。

过去20年来,台积电从90纳米制程开始,大约每两年把晶片密度提升一倍,到目前最先进的三纳米制程。目前,台积电准备采用新的电晶体架构,在2025年量产二纳米制程,并争取在2028年推出1.4纳米制程晶片。

面对一纳米和更精密的晶片制程,台积电正研究以更节省空间的互补式场效电晶体(CFET)架构取得突破,有望以每三年一个世代的速度达标。目前规划在2031年量产一纳米制程,再三年后希望突破0.7纳米(或七埃米)制程。

据本报了解,1.4纳米和以下制程使用的材料、架构还在开放研究中,目前已有七八成把握,但能否如期达标仍充满变数。

台积电目前正加强研究通过先进封装技术,将不同功能(包括运算、记忆、高频信号和省电)的晶片连接在同一个基板上,以提升性能和良率。

据悉,台积电也更积极主导产业界和学术界合作,包括推动引导海内外大学和研究机构研究使用新的低维材料,如石墨烯和纳米碳管,以加速技术攻关。

针对台积电的技术攻关蓝图,科技产业顾问、科技力智库执行长乌凌翔博士接受《联合早报》采访时指出,未来变数还很多,毕竟都是目前想象中的技术发展途径,而在半导体发展历程中,许多科学上认为不可能的都已成为可能。

“可以确定的是,台积电现在处于领先英特尔和三星的局面,但仍不够。美国过去30年的领先,关键在它投注的研发经费远高于其他晶片强权,因此台湾提升研发投入绝对是正确方向。”

台湾财经评论员、投资顾问公司总监黄世聪则认为,台积电优势在于技术和制造良率领先,并赢得苹果、英伟达等大客户信任,而且在台湾拥有完整的供应链生态支持。未来发展还需要更多材料和设备厂商配合,尤其是最近在台湾成立研发中心的极紫外光刻机(EUV)荷兰制造商阿斯麦(ASML)。

台积电位于新竹科学园区总部的全球研发中心建筑宽敞明亮,大厅荧幕的三维设计增添科技时尚感。(庄慧良摄)

专家分析:北京是否武统台湾 与台积电无必然关系

最近台积电董事长刘德音受访时否认,半导体是阻挡或鼓励大陆攻台的理由,被解读为否认“矽盾”能保台。两名专家都认同,北京是否武统台湾与台积电没有必然关系,也指出一旦“矽盾”变“矽靶”,将冲击美国和全球经济。

黄世聪说,台积电的存亡对美国影响其实远大于大陆,因为台积电营收六成来自美商,大陆只占一成左右;若台积电被摧毁,美国华尔街股市大概率会崩盘,全球经济肯定受重创。

乌凌翔则说,台积电宣示根留台湾也是为保护自己,累积面对他国压力的更多筹码,但台海问题完全取决于北京和华盛顿的实力和意愿。中国大陆统一台湾的意愿从未改变,不会因台积电存在或消失而动摇。

“若列出所有发动战争的因素,台积电在双方的War Ledger(战争总账)上都是排在很后面的。” 

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