本周晶圆代工领域消息不断：台积电美国工厂发生爆炸、欧洲首座工厂动工时间揭晓；EUV光刻机再次受到关注，英特尔与台积电面对ASML新设备，态度不一；先进制程竞争愈演愈烈，台积电N3家族进度再刷新....

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台积电美国工厂爆炸，官方回应不影响营运或工程进行

据央视新闻报道，台积电美国亚利桑那州北凤凰城的芯片工厂于当地时间5月15日下午发生爆炸，造成一名工人受伤。

台积电随后发布声明，确认该工厂发生爆炸事故，爆炸原因为进场的外包硫酸清运槽车异常，一名外包商清运司机查看时发生意外，爆炸致这名男子受重伤，台积电表示，救护车第一时间便将其送往医院。据亚利桑那州建筑行业委员会消息，这名司机伤势过重已经死亡。

而对于厂房营运情况影响，台积电称，此次爆炸并未对其晶圆代工厂设施造成损害，此事件不影响营运或工程进行。

据悉，台积电在美国亚利桑那州凤凰城的投资计划始于2020年，当时表示将投资120亿美元，建设先进的半导体制造工厂。2022年12月，该公司宣布计划在该地区建设第二座晶圆厂，将总投资增加至400亿美元。

值得注意的是，第二座晶圆厂将生产世界上最先进的2nm制程工艺，预计将于2028年开始生产。2024年4月，台积电宣布计划再增加250亿美元，使得总投资额达到650亿美元，并在2030年之前在亚利桑那州建设第三座晶圆代工厂。

台积电在美国建厂以来长期受困于工人短缺、成本高昂、水资源短缺等问题。亚利桑那州的芯片工厂进度也受此影响，进度几度延迟。根据TSMC 2022年前十大客户披露，有七家公司总部位于美国，占据当年总收入的约60%，特别是苹果一家贡献收入23%。美国芯片厂的推进对于台积电的全球布局十分重要。

此外，据路透社报道，台积电设在德国的欧洲首座工厂计划在今年第四季度开始动工。台积电欧洲子公司总经理在5月14日在荷兰举行的会议上透露，建厂作业正在按计划进行，将在2024年第四季度开始建设。

台积电去年同意与博世、英飞凌和恩智浦三家欧洲芯片企业合资设立欧洲半导体制造公司ESMC。台积电对ESMC持股70%，另外三家企业各持股10%。

在去年八月的新闻稿中，合作方预估ESMC整体投资将超过100亿欧元。据悉，ESMC位于德国德累斯顿的首座晶圆厂聚焦车用和工业用半导体，主要瞄准28/22nm平面CMOS和16/12nm FinFET这些成熟制程。该晶圆厂建成后产能将达到每月40000片12英寸晶圆。

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英特尔抢先一步，台积电：“不抢ASML新设备”

据TrendForce集邦咨询2023年第4季全球前十大晶圆代工排名来看，台积电仍占据大部分市场份额，稳坐晶圆代工产业头把交椅，其次是三星。而英特尔自重拾晶圆代工业务后，奋发图强，其IFS（Intel Foundry Service）代工业务于去年第三季首次进榜前十，但因CPU正处新旧产品世代交替之际、Intel备货动能不彰等因素，于第四季度遭PSMC及Nexchip挤下前十大排行。

纵观先进制程情况，目前，台积电、三星、英特尔正走在技术研发的前列。当前受AI、高性能计算等新兴技术驱动，晶圆代工产业先进制程重要性愈发凸显，其中用到的关键设备EUV备受关注。

前段时间，英特尔宣布完成业界首台商用高数值孔径光刻机（High NA EUV）组装，业界表示十分好奇台积电的看法。对此，据中国台湾媒体引述台积电业务开发资深副总经理张晓强表示，台积电A16制程不一定要用阿斯麦（ASML）High-NA EUV。

资料显示，High NA EUV技术是EUV技术的进一步发展。数值孔径（NA）是衡量收集和集中光线能力的指标。通过升级将掩膜上的电路图形反射到硅晶圆上的光学系统，High NA EUV光刻技术能够大幅提高分辨率，从而有助于晶体管的进一步微缩。

随着先进制程的进一步创新，研发过程对技术设备要求也越苛刻，但张晓强认为，虽然对High NA EUV能力印象深刻，但设备价格过高，因此台积电目前设备可再用几年，即生产A16制程。

据业界资料显示，一般来说，芯片制造商可用旧设备生产先进芯片，前提是生产时需将原始设计分成多部分。芯片逐渐微缩，英特尔和台积电将术语改成「埃米」，A16等于1.6 nm。当制造解析度低于2 nm芯片，就需要能精细印刷电路的设备。张晓强称，现有EUV能力支持芯片生产到2026年底，届时A16制程将根据目前蓝图推出。

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先进制程竞争愈演愈烈，再探台积电/英特尔路线图

另外，台积电近期也分享N3家族的最新进度。据悉，N3E工艺如期进入量产，缺陷密度与2020年量产时的N5工艺相当。N3P按原订计划于下半年投产，跟N3E相比，N3P有望提高性能效率和晶体管密度。

台积电的N3家族对于台积电近两年扩大市场份额发挥着极为关键的作用，据悉，苹果、AMD、联发科、高通、Marvell以及许多车用客户均在排队争夺台积电3nm产能。台积电近期财报数据显示，3nm自去年三季度开始实现营收，随后获利渐趋稳定。今年一季度台积电营收约5926.4亿元新台币，其中3nm占晶圆收入的9%，5nm占37%，7nm占19%。去年四季度营收约196.24亿美元，3nm工艺收入占晶圆总收入的15%，5nm和7nm分别占晶圆总收入的35%和17%。

据悉，N3家族中最早的产品为N3（又名N3B），其生命周期较短，苹果是唯一主要客户。N3E制程为N3B的宽松版本，其取消一些EUV层，也牺牲一些晶体管密度，但有助于降低生产成本，并扩大制程窗口（processwindow）和良率。目前N3E将为台积电广大客户采用，包括许多业界最大芯片设计公司。对台积电客户来说，他们能相对较快地从改进制程中获益。

图片来源：台积电

N3P则是N3E光学微缩版，其IP模块、制程规则、电子设计自动化（EDA）工具和设计方法等都与前者兼容，因此台积电预计大多数新推出的下线（Tape-Out）将使用N3P，而非N3E或N3，因为N3P成本比N3低，性能效率却比N3E高。

据悉，N3P目前已经完成认证，良率表现接近N3E。在相同漏电率下，N3P制程能提高4%性能，或在相同时脉频率下功耗降低9%，晶体管密度提高4%。N3P的最终生产准备工作预计在今年下半年进行，届时将进入HVM（大批量制造）阶段。

而英特尔方面，该公司正计划2025年Intel 18A验证及Intel 14A量产，同时使用0.33 NA EUV和High NA EUV。

图片来源：英特尔

英特尔表示，公司正在按计划实现其“四年五个制程节点”的目标，目前，Intel 7采用EUV（极紫外光刻）技术的Intel 4和Intel 3均已实现大规模量产；正在顺利推进中的Intel 20A和Intel 18A两个节点，将继续采用EUV技术，并应用RibbonFET全环绕栅极晶体管和PowerVia背面供电技术，助力英特尔于2025年重夺制程领先性。英特尔还公布了Intel 3、Intel 18A和Intel 14A的数个演化版本。

封面图片来源：拍信网