近日，據(jù)外媒爆料，由于臺(tái)積電3nm制程遭遇難題，蘋(píng)果下一代iPhone處理器A16芯片，將繼續(xù)采用臺(tái)積電5nm制程(或采用基于5nm優(yōu)化的N4P高性能工藝)，使得蘋(píng)果iPhone處理器首次連續(xù)3年停留在同一半導(dǎo)體制程。

　　對(duì)于該傳聞，臺(tái)積電回應(yīng)稱，不評(píng)論市場(chǎng)傳聞，重申3nm制程按計(jì)劃進(jìn)行。

　　不過(guò)，業(yè)界認(rèn)為，蘋(píng)果可能也考慮到成本問(wèn)題，才會(huì)推遲手機(jī)芯片采用3nm制程。而臺(tái)積電也為了改善成本，針對(duì)極紫外光(EUV)技術(shù)推動(dòng)改善計(jì)劃，以及改良EUV機(jī)臺(tái)設(shè)計(jì)，還有導(dǎo)入先進(jìn)封裝，讓3nm制程有更多的客戶愿意采用。

　　據(jù)臺(tái)灣《工商時(shí)報(bào)》報(bào)導(dǎo)，3nm制程面臨芯片設(shè)計(jì)復(fù)雜度以及晶圓代工成本飆升等問(wèn)題，同時(shí)必須要用到的EUV光刻機(jī)的采購(gòu)成本極高，產(chǎn)出吞吐量(throughput)提升速度也放緩，讓3nm晶圓代工報(bào)價(jià)恐達(dá)近3萬(wàn)美元/片。

　　根據(jù)資料顯示，全球唯一的EUV光刻機(jī)供應(yīng)商艾司摩爾(ASML)，今年下半年推出的NXE：3600D價(jià)格高達(dá)1.4～1.5億美元，每小時(shí)吞吐量達(dá)160片12吋晶圓。此外EUV光刻機(jī)的能耗也是非常的大，達(dá)深紫外光(DUV)機(jī)臺(tái)10倍以上，通過(guò)特殊的反射鏡進(jìn)行傳送，最后只剩下2%的光能進(jìn)行曝光。

　　對(duì)此，業(yè)界透露，臺(tái)積電將啟動(dòng)EUV持續(xù)改善計(jì)劃(CIP)。比如為了提升能源利用率，臺(tái)積電正通過(guò)機(jī)臺(tái)程序修正，將EUV光脈沖能量最佳化，并重新設(shè)計(jì)反射結(jié)構(gòu)，有效提升3%反射率;臺(tái)積電還分析二氧化碳鐳射系統(tǒng)放大器的運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，采用變動(dòng)頻率取代固定頻率的運(yùn)作模式，進(jìn)一步強(qiáng)化放大器10%能源使用效率。臺(tái)積電還提升了EUV機(jī)臺(tái)5%能源使用效率，預(yù)計(jì)用在生產(chǎn)3nm制程的機(jī)臺(tái)上。

　　另外，隨著先進(jìn)制程工藝的提升，使用的EUV光罩層數(shù)開(kāi)始快速上升。比如，基于5nm制程改良得到的4nm工藝，EUV光罩層大約在14層之內(nèi)，而3nm制程所使用的EUV光罩將達(dá)25層，這也導(dǎo)致成本暴增，不是所有的客戶都愿意采用。

　　對(duì)此，臺(tái)積電也積極的通過(guò)EUV持續(xù)改善計(jì)劃，以減少先進(jìn)制程EUV光罩使用層數(shù)。據(jù)了解，臺(tái)積電通過(guò)EUV持續(xù)改善計(jì)劃有機(jī)使3nm制程所使用的EUV光罩層數(shù)降至20層，雖然芯片尺寸將略為增加，但是有助于降低生產(chǎn)成本與晶圓代工報(bào)價(jià)，讓客戶更有意愿導(dǎo)入3nm制程。

　　從semiwiki統(tǒng)整資料顯示，臺(tái)積電在開(kāi)放創(chuàng)新論壇(OIP)放出的更多先進(jìn)制程推進(jìn)數(shù)據(jù)顯示，3nm制程在開(kāi)放創(chuàng)新伙伴的設(shè)計(jì)技術(shù)協(xié)同優(yōu)化(DTCO)下，目標(biāo)PPA較5nm邏輯密度增加1.6倍、傳輸速度提升11%，能耗降低27%。目前該平臺(tái)關(guān)于3nm制程以下的技術(shù)檔案達(dá)38000個(gè)，開(kāi)發(fā)中制程設(shè)計(jì)套件也超過(guò)了2600個(gè)。

　　不僅是先進(jìn)制程，臺(tái)積電整合旗下包括SoIC(系統(tǒng)整合晶片)、InFO(整合型扇出封裝技術(shù))、CoWoS(基板上晶片封裝)等3DIC技術(shù)平臺(tái)，命名為「TSMC 3DFabric」，提供業(yè)界最完整且最多用途的解決方案，可能采用臺(tái)積電3nm的美國(guó)處理器大廠AMD，以及臺(tái)灣的IC設(shè)計(jì)龍頭聯(lián)發(fā)科，從高效能運(yùn)算(HPC)領(lǐng)域的3D IC、手機(jī)AP的Fan-out封裝，都需要TSMC 3DFabric支持。

　　臺(tái)積電總裁魏哲家在今年10月法說(shuō)會(huì)指出，將延用鰭式場(chǎng)效電晶體(FinFET)架構(gòu)，提供客戶最成熟的技術(shù)、最好的效能及最佳的成本，臺(tái)積電3nm推進(jìn)時(shí)程也符合預(yù)期，已開(kāi)發(fā)完整平臺(tái)支援高效能運(yùn)算(HPC)及智能手機(jī)應(yīng)用。

　　魏哲家指出，3nm制程節(jié)點(diǎn)有許多客戶參與，相較于5nm世代，預(yù)期首年會(huì)有更多新的產(chǎn)品設(shè)計(jì)定案(tape-out)。

　　魏哲家表示，臺(tái)積電3nm制程預(yù)計(jì)于2021年下半年試產(chǎn)，2022年下半年量產(chǎn)，由于制程上更為復(fù)雜，須要采用更多新設(shè)備，到時(shí)候成本一定比5nm制程高，預(yù)期2023年第一季將明顯貢獻(xiàn)營(yíng)收，強(qiáng)化版的3nm N3E制程量產(chǎn)則是預(yù)定在3nm推出1年后。

　　至于《The Information》報(bào)導(dǎo)提到，臺(tái)積電就算最新制程延遲，仍有望成為首家生產(chǎn)3nm制程的業(yè)者，搶先英特爾、三星等芯片制造商，但蘋(píng)果iPhone 14恐怕無(wú)法如市場(chǎng)預(yù)期的采用3nm制程生產(chǎn)處理器芯片。

　　臺(tái)積電不久前推出了4nm N4P制程，做為臺(tái)積電5nm家族的第3個(gè)主要強(qiáng)化版本，N4P的效能較原先的N5增快11%，也較N4增快6%。相較于N5，N4P的功耗效率提升22%，晶體管密度增加6%。同時(shí)，N4P藉由減少光罩層數(shù)來(lái)降低制程復(fù)雜度且改善芯片的生產(chǎn)周期，展現(xiàn)了臺(tái)積電持續(xù)追求及投資提升制程技術(shù)的成果。

　　市場(chǎng)消息也指出，N4P基本上就是2022年蘋(píng)果新一代iPhone所搭載A16芯片所采用的制程。供應(yīng)鏈透露， A16芯片將有架構(gòu)上大幅更動(dòng)，采用N4P制程可以透過(guò)小芯片封裝(Chiplet)，再增加芯片的晶體管密度、降低成本，可以提高運(yùn)算效能及有效降低功耗。

　　另外，最新消息還指出，蘋(píng)果計(jì)劃2023年推出第3代M系列處理器，代號(hào)分別為Ibiza、Lobos及Palma，將采用3nm制程，CPU核心數(shù)將達(dá)40個(gè)以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越M1 Pro及M1 Max的10核心設(shè)計(jì)。其中，前2款產(chǎn)品為MacBook Pro及Mac桌面機(jī)打造，后面1款用于iPad及MacBook Air等產(chǎn)品，生產(chǎn)時(shí)程也符合臺(tái)積電2022年下半年量產(chǎn)3nm制程，2023年供應(yīng)給客戶的預(yù)期。