在結(jié)束了北美、中國臺(tái)灣、歐洲、日本等地的年度技術(shù)論壇之后，6月25日，晶圓代工龍頭大廠臺(tái)積電“2025年中國技術(shù)論壇”正式在上海召開。

在此次論壇上，臺(tái)積電介紹了其對(duì)于整個(gè)半導(dǎo)體市場的展望，并面向中國客戶介紹其最新的技術(shù)進(jìn)展。由于臺(tái)積電面向中國客戶提供先進(jìn)制程晶圓代工服務(wù)受到了一定的限制（主要是AI芯片相關(guān)），因此，在此次中國技術(shù)論壇上，臺(tái)積電似乎并未將其尖端制程工藝作為介紹重點(diǎn)。臺(tái)積電官方向芯智訊提供的新聞稿也只是介紹了其先進(jìn)封裝技術(shù)和特殊制程技術(shù)（部分尖端的特殊制程也未介紹）的進(jìn)展以及制造布局。

不過，為了內(nèi)容的完整性，芯智訊還是將此前臺(tái)積電在海外技術(shù)論壇上關(guān)于先進(jìn)制程的介紹內(nèi)容（下文第二部分）放到了本文當(dāng)中，如果這部分之前有看過的，可自行跳過。

一、市場展望：2030年全球半導(dǎo)體市場將突破1萬元美元，HPC占比將達(dá)45%

隨著高端設(shè)備向先進(jìn)制程技術(shù)邁進(jìn)，半導(dǎo)體市場的長期需求持續(xù)增長。這一趨勢主要由邊緣計(jì)算場景對(duì)高能效處理的迫切需求驅(qū)動(dòng)，尤其是在AI功能深度集成的情況下。

目前汽車產(chǎn)業(yè)的快速成長推動(dòng)了臺(tái)積電先進(jìn)邏輯制程如N4、N3以及N6RF工藝在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的加速應(yīng)用。

此外，以指數(shù)級(jí)成長的數(shù)據(jù)中心市場正推動(dòng)5nm和3nm設(shè)計(jì)，并加速臺(tái)積電CoWoS? 和SoIC? 先進(jìn)封裝技術(shù)的發(fā)展，以提高效能并優(yōu)化能源效率。

臺(tái)積電預(yù)測，到2030年，半導(dǎo)體市場將達(dá)到1萬億美元，由高性能計(jì)算（HPC）（45%）、智能手機(jī)（25%）、汽車（15%）和物聯(lián)網(wǎng)（10%）等應(yīng)用主導(dǎo)。

二、先進(jìn)制程持續(xù)領(lǐng)先，A14制程2028年量產(chǎn)

1、3nm家族持續(xù)演進(jìn)：N3P已量產(chǎn)，N3X下半年量產(chǎn)！

臺(tái)積電3nm家族目前包括已經(jīng)量產(chǎn)的N3、N3E，接下來還將繼續(xù)推出N3P、N3X、N3A和N3C。其中，N3P按計(jì)劃于2024年第4季度開始批量生產(chǎn)，以接替N3E。N3X主要面向客戶端CPU，N3A面向汽車，N3C面向價(jià)值層產(chǎn)品。臺(tái)積電表示，3nm家族預(yù)計(jì)將是一個(gè)高容量、長時(shí)間運(yùn)行的節(jié)點(diǎn)。截至2025年4月，收到的NTOS超過70個(gè)。

具體來說，臺(tái)積電N3P（第三代3nm級(jí)）是在當(dāng)前的N3E基礎(chǔ)上的光學(xué)縮小版，保留相同的設(shè)計(jì)規(guī)則與IP兼容性，可在相同漏電率下提升5%性能，或者在相同頻率下降低5~10%功耗，對(duì)于典型混合邏輯、SRAM與模擬電路的設(shè)計(jì)，還能帶來約4%晶體管密度提升。

由于N3P的密度提升是來自光學(xué)制程改良，可對(duì)所有芯片結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)更佳擴(kuò)展，尤其是以SRAM為主的高效能設(shè)計(jì)。同時(shí)，N3P還保留了對(duì)3nm級(jí)客戶端和數(shù)據(jù)中心IP的支持。

臺(tái)積電表示，N3P制程2024年四季度已進(jìn)入量產(chǎn)階段，公司正為主要客戶進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)與布局。

至于N3X，與N3P相比，可在相同功耗下將最高性能提升5%，或者在相同頻率下降低7%的功耗。N3X 最關(guān)鍵的優(yōu)勢在支持高達(dá)1.2V的電壓，這對(duì)3奈米級(jí)制程是極限，可使需要極限頻率的應(yīng)用（如客戶端CPU）達(dá)到絕對(duì)最高頻率（Fmax）。這樣的極限頻率也有代價(jià)，如漏電功耗可能增加高達(dá)250%，因此芯片開發(fā)者采用1.2V電壓設(shè)計(jì)N3X芯片時(shí)需格外謹(jǐn)慎。N3X芯片預(yù)計(jì)今年下半年量產(chǎn)。

臺(tái)積電業(yè)務(wù)發(fā)展與全球銷售資深副總裁兼副營運(yùn)長張曉強(qiáng)（Kevin Zhang）此前曾表示，N3P已于去年底（2024年）開始量產(chǎn)，將持續(xù)優(yōu)化3nm制程。臺(tái)積電的策略是新節(jié)點(diǎn)導(dǎo)入后，持續(xù)進(jìn)行增強(qiáng)，幫助客戶充分獲取制程縮減的效益，“我們理解客戶為了遷移到新節(jié)點(diǎn)，在生態(tài)系統(tǒng)中開發(fā)IP投入龐大資金，因此希望客戶能在每個(gè)新制程投資中獲益，臺(tái)積電也會(huì)在產(chǎn)品層面提供增強(qiáng)支持?！?/p>

一直以來，臺(tái)積電都會(huì)在同一制程開發(fā)套件中提供多個(gè)制程迭代，例如N5、N5P、N4、N4P、N4C，盡可能延長公司昂貴設(shè)備的使用壽命，幫助客戶最大限度重復(fù)使用其IP。雖然市場都期待2nm制程，但大多數(shù)先進(jìn)客戶端處理器，如下一代iPhone、iPad及Mac可能仍將采用臺(tái)積電N3家族制程。

2、N2P將于2026年下半年量產(chǎn)

臺(tái)積電目前正在積極推進(jìn)N2（2nm）制程的制造，納米片器件性能接近目標(biāo)，256Mb SRAM的平均良率>90%，目前已經(jīng)收到了多個(gè)TO，有望于今年下半年量產(chǎn)。此外，臺(tái)積電還在研發(fā)N2P和N2X制程。

與 N3E 相比，N2P在相同功耗下，性能可提升 18%，在相同性能下，功耗可降低36%，密度將提高1.2倍。

臺(tái)積電預(yù)計(jì)，N2P有望在 2026 年下半年投入生產(chǎn)。而N2X則將在2027年量產(chǎn)。

3、A16制程：融合了三大創(chuàng)新技術(shù)，將于2026年下半年量產(chǎn)

臺(tái)積電A16制程融合了臺(tái)積電的三大創(chuàng)新技術(shù)，包括：NanoFLEX晶體管架構(gòu)、超級(jí)電軌、DTCO（設(shè)計(jì)技術(shù)協(xié)同優(yōu)化）。

超級(jí)電軌（SPR）技術(shù)：SPR 實(shí)現(xiàn)了背面供電網(wǎng)絡(luò)，將電源軌從晶圓正面移至背面。這顯著減少了布線擁塞和電源噪聲，同時(shí)釋放了金屬層，從而提高了信號(hào)效率。這標(biāo)志著臺(tái)積電首次在量產(chǎn)邏輯節(jié)點(diǎn)中引入背面供電技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了電源架構(gòu)的真正跨越。

NanoFLEX晶體管架構(gòu)：NanoFLEX 基于 GAA 納米片晶體管的演進(jìn)，引入了靈活的通道堆疊技術(shù)，允許在同一設(shè)計(jì)中集成不同尺寸和形狀的納米片。這使得特定功能（邏輯、內(nèi)存、I/O）的調(diào)整成為可能，可以根據(jù)模塊的性能、功耗或面積進(jìn)行優(yōu)化，從而增強(qiáng)晶體管級(jí)別的定制化和設(shè)計(jì)自由度。

DTCO（設(shè)計(jì)技術(shù)協(xié)同優(yōu)化）：A16 全面遵循臺(tái)積電的 DTCO 戰(zhàn)略，將工藝技術(shù)開發(fā)與設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)相結(jié)合，以優(yōu)化 PPA（功耗、性能、面積）。這種協(xié)同優(yōu)化可加快設(shè)計(jì)周期、提高良率，并確保技術(shù)擴(kuò)展直接轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)級(jí)競爭力。

根據(jù)臺(tái)積電公布的數(shù)據(jù)顯示，A16相比上一代N2P制程將會(huì)帶來同等功耗下8%至10%的性能提升，或同等性能下15%至20%功耗的降低，邏輯密度將提升7%至10%。

臺(tái)積電確認(rèn) A16 將于 2026年下半年量產(chǎn)，目標(biāo)應(yīng)用包括 AI 加速器、高性能計(jì)算 (HPC) 系統(tǒng)、移動(dòng) SoC 以及高端自動(dòng)駕駛處理器。A16 也有望成為未來 Chiplet 架構(gòu)、3D 堆疊和光電異構(gòu)集成等創(chuàng)新技術(shù)的基礎(chǔ)。

4、A14制程：基于第二代GAA晶體管技術(shù)，將于2028年量產(chǎn)

此次研討會(huì)的一大亮點(diǎn)是全新的A14制程技術(shù)的推出。A14制程是基于臺(tái)積電領(lǐng)先業(yè)界N2（2nm）制程的重大進(jìn)展，基于第二代GAA晶體管技術(shù)（NanoFLEX晶體管架構(gòu)），提供更快計(jì)算和更佳能源效率推動(dòng)人工智能（AI）轉(zhuǎn)型，亦有望增進(jìn)端側(cè)AI功能，強(qiáng)化智能手機(jī)等應(yīng)用。根據(jù)規(guī)劃，A14預(yù)計(jì)將于2028年開始量產(chǎn)，截至目前進(jìn)度順利，良率表現(xiàn)優(yōu)于預(yù)期。

具體指標(biāo)方面，與今年稍晚量產(chǎn)的N2制程相比，A14制程在相同功耗下，速度可提升15%，或在相同速度下，功耗可降低30%，邏輯密度增加超過20%。結(jié)合臺(tái)積電納米片晶體管設(shè)計(jì)協(xié)同最佳化經(jīng)驗(yàn)，將TSMC NanoFlex標(biāo)準(zhǔn)單元構(gòu)架發(fā)展成NanoFlex Pro，以實(shí)現(xiàn)更佳性能、能效和設(shè)計(jì)靈活性。

需要特別指出的是，A14制程并未配備與A16一樣的超級(jí)電軌（SPR）技術(shù)，不過隨后推出的A14 SPR版將會(huì)采用該技術(shù)，預(yù)計(jì)將于2029年量產(chǎn)。

雖然英特爾已經(jīng)確定將在其下一代的Intel 14A制程當(dāng)中，采用ASML售價(jià)高達(dá)4億美元的High NA EUV光刻機(jī)（具有0.5數(shù)值孔徑）來進(jìn)行生產(chǎn)，但是業(yè)務(wù)發(fā)展與全球銷售資深副總裁兼副營運(yùn)長張曉強(qiáng)不久前公開表示，臺(tái)積電接下來的A16/A14制程都不會(huì)采用High NA EUV光刻機(jī)。

三、強(qiáng)大的先進(jìn)封裝技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)力

1、TSMC 3DFabric?技術(shù)：

TSMC-SoIC平臺(tái)用于3D硅堆疊，由SoIC-P和SoIC-X兩種堆疊方案組成。

①用于N3-on-N4堆疊的SoIC技術(shù)將于2025年進(jìn)入量產(chǎn)，其間距為6μm。

②下一代 SoIC A14-on-N2將于2029年準(zhǔn)備就緒。

③對(duì)于 2.5/3D先進(jìn)封裝，臺(tái)積電目前最主要的是CoWoS技術(shù)，既支持常見的硅中介層，也支持 CoWoS-L，后者使用帶有局部硅橋的有機(jī)中介層實(shí)現(xiàn)高密度互連。CoWos-R 則提供純有機(jī)中介層。集成扇出 (InFO) 技術(shù)于 2016 年首次應(yīng)用于移動(dòng)應(yīng)用。該平臺(tái)現(xiàn)已擴(kuò)展至支持汽車應(yīng)用。

2、用于帶寬擴(kuò)展的硅光子解決方案:

①光收發(fā)器可實(shí)現(xiàn)高速、低能耗、可靠的數(shù)據(jù)傳輸。

②臺(tái)積電的SoIC技術(shù)將電子和光子裸晶堆疊在一起，以實(shí)現(xiàn)更高的互連密度和更低的系統(tǒng)功耗。

③從電路板層到中介層的光引擎整合可提供10倍以上的功耗優(yōu)勢

3、系統(tǒng)級(jí)晶圓（TSMC-SoW?）技術(shù)：

這項(xiàng)創(chuàng)新的邏輯和HBM晶圓級(jí)整合，可滿足AI訓(xùn)練對(duì)運(yùn)算能力激增的需求。

SoW平臺(tái)將所有必要的元件，例如連接器、電源模塊和冷卻模塊整合在一起。

臺(tái)積電推出了SoW-X，這是一款基于CoWoS技術(shù)和晶圓尺寸的系統(tǒng)，其運(yùn)算能力比現(xiàn)有的CoWoS解決方案高40倍，相當(dāng)于整座服務(wù)器機(jī)架的水平。SoW-X計(jì)劃于2027年量產(chǎn)。

四、特殊制程技術(shù)：

1、智能汽車技術(shù)包括：

①汽車先進(jìn)邏輯技術(shù)路線圖：

汽車客戶采用臺(tái)積電最先進(jìn)的邏輯技術(shù)（從N7A、N5A到N3A），開發(fā)自動(dòng)駕駛功能與人工智能座艙。

客戶可以使用N7A技術(shù)輕松滿足L2級(jí)先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）的設(shè)計(jì)需求。隨著L2+至L3/L4級(jí)ADAS對(duì)人工智能計(jì)算需求的增長，客戶正在向采用N5A甚至N3A技術(shù)轉(zhuǎn)型，以實(shí)現(xiàn)更優(yōu)的速度與性能表現(xiàn)。每代技術(shù)較上一代可提升約20%的運(yùn)算速度，或降低30% - 40%的功耗。

臺(tái)積電所有汽車技術(shù)均滿足汽車Grade-1標(biāo)準(zhǔn)，符合嚴(yán)格的DPPM（每百萬缺陷器件數(shù)）要求。N3A正按計(jì)劃推進(jìn)DPPM改善，預(yù)計(jì)該技術(shù)將于今年年底通過汽車行業(yè)相關(guān)認(rèn)證并準(zhǔn)備就緒。

②車用先進(jìn)封裝：

硅定義汽車：在自動(dòng)駕駛功能所需算力增長的驅(qū)動(dòng)下，汽車半導(dǎo)體硅含量（silicon content）急速增加。為了滿足這些需求，業(yè)界正在加速采用N3A、N5A等先進(jìn)邏輯節(jié)點(diǎn)技術(shù)。

傳統(tǒng)模式下，汽車要搭載多達(dá)100個(gè)微控制器（MCUs），每個(gè)微控制器均配備嵌入式非易失性存儲(chǔ)器（eNVM）。而該模式正在向數(shù)量更少、性能更強(qiáng)的計(jì)算節(jié)點(diǎn)過渡，它具有集中式內(nèi)存架構(gòu)和計(jì)算資源（對(duì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛功能至關(guān)重要）。

汽車在向區(qū)域架構(gòu)轉(zhuǎn)變時(shí)需要在每個(gè)MCU中集成更高效的算力。這種演進(jìn)正推動(dòng)行業(yè)快速采用FinFET技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)更高的性能和能源效率。

③通過臺(tái)積電的3D高密度金屬-絕緣體-金屬（MiM）電容，橫向溢流整合電容（LOFIC）影像傳感器具備高動(dòng)態(tài)范圍，可應(yīng)對(duì)光線條件的突然變化。

針對(duì)車用先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS），它能在不犧牲光線性能和生成效果的情況下，提供超過100 dB的LED無閃爍動(dòng)態(tài)范圍。

④用于毫米波雷達(dá)的16FFC射頻制程技術(shù)。

⑤下一代電阻式隨機(jī)存取內(nèi)存（RRAM）和磁阻式隨機(jī)存取內(nèi)存（MRAM）

28nm的RRAM已通過汽車應(yīng)用認(rèn)證，預(yù)計(jì)12納米的RRAM也能夠滿足嚴(yán)苛的汽車PPM要求。

22nm MRAM已進(jìn)入量產(chǎn)，16納米MRAM已為客戶準(zhǔn)備就緒，12納米的MRAM正在開發(fā)中。

⑥臺(tái)積電正在驗(yàn)證MRAM和RRAM分別微縮至5納米和6納米的未來可擴(kuò)展性。

2、臺(tái)積電以下列技術(shù)支持各項(xiàng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用：

①已開始N4e的探索性開發(fā)，旨在繼續(xù)降低Vdd（正電源電壓）。

②此外，超低漏電SRAM和邏輯電路進(jìn)一步降低了漏電功率，從而延長電池壽命。

③臺(tái)積電先進(jìn)的射頻技術(shù)將有效降低能耗并推動(dòng)尺寸微縮，從而提高產(chǎn)品競爭力并優(yōu)化使用者體驗(yàn)。這些技術(shù)增強(qiáng)了如模擬單元、LDMOS、低Vdd支持范圍和低噪聲組件等功能。

3、隨著AI開始向智能手機(jī)及其他領(lǐng)域的邊緣設(shè)備發(fā)展，繼N6RF+之后，臺(tái)積電推出了下一代射頻技術(shù)N4C RF。

①與N6RF+ 相比，N4C RF的功耗和面積減少30%。

②N4C RF旨在提供高速、低延遲的無線連接以傳輸大量數(shù)據(jù)，并能符合Wi-Fi 8和具備豐富AI功能的真無線立體聲（True Wireless Stereo）等新興標(biāo)準(zhǔn)。

③預(yù)計(jì)于2026年第一季度進(jìn)入試產(chǎn)。

4、在顯示器技術(shù)方面，臺(tái)積電宣布推出業(yè)界首款FinFET高壓平臺(tái)解決方案，適用于可折疊 / 超薄OLED和AR眼鏡。

與28HV相比，16HV預(yù)計(jì)可將DDIC（顯示器驅(qū)動(dòng)IC）功耗降低約28%，邏輯密度提升約41%。

五、卓越制造

為滿足客戶對(duì)AI應(yīng)用的強(qiáng)勁需求，臺(tái)積電不斷擴(kuò)大先進(jìn)制程產(chǎn)能。

1、臺(tái)積電預(yù)計(jì)2025年與AI相關(guān)產(chǎn)品的晶圓出貨量將達(dá)到2021年的12倍。

2、臺(tái)積電預(yù)計(jì)2025年大尺寸芯片的產(chǎn)品出貨量將為2021年的8倍。芯片尺寸越大，管理生產(chǎn)良率的挑戰(zhàn)就越高。臺(tái)積電已證明其在應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)的大尺寸芯片生產(chǎn)方面擁有卓越的制造能力。

3、在先進(jìn)封裝領(lǐng)域，從2022年到2026年，臺(tái)積電SoIC產(chǎn)能增長的年復(fù)合增長率（CAGR）將超過100%，CoWoS產(chǎn)能增長的年復(fù)合增長率將超過80%。

臺(tái)積電表示，“我們正在進(jìn)入Foundry 2.0新時(shí)代，在這個(gè)時(shí)代中，封裝與測試已成為晶圓制造服務(wù)不可或缺的環(huán)節(jié)?！?/p>

4、2025年，臺(tái)積電將新增9座設(shè)施，包括位于中國臺(tái)灣地區(qū)的6座晶圓廠與一座先進(jìn)封裝設(shè)施，以及兩座位于海外的晶圓廠。

5、在全球布局上，臺(tái)積電持續(xù)投資以擴(kuò)充產(chǎn)能，致力于滿足AI、汽車等各領(lǐng)域的客戶需求并拓展至更多的應(yīng)用領(lǐng)域。

6、在綠色制造方面，臺(tái)積電承諾以負(fù)責(zé)任且循環(huán)永續(xù)的方式推動(dòng)創(chuàng)新，致力于實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：

凈零排放：臺(tái)積電承諾于2040年實(shí)現(xiàn)RE100（100%使用可再生能源）的目標(biāo)，并于2050年實(shí)現(xiàn)凈零排放。積極采用可再生能源，透過導(dǎo)入節(jié)能工具與開發(fā)碳捕捉技術(shù)控制溫室氣體排放，進(jìn)而達(dá)成目標(biāo)。

臺(tái)積電于4月22日宣布加入科學(xué)基礎(chǔ)減碳目標(biāo)倡議（SBTi），并承諾在未來十年內(nèi)，依據(jù)SBTi企業(yè)凈零標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)定與之相符的范疇一、范疇二及范疇三排放的絕對(duì)減量目標(biāo)。

7、負(fù)責(zé)任供應(yīng)鏈：臺(tái)積電與供貨商緊密合作，致力于減少供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)的碳排放，目標(biāo)是在2030年前降低超過50%的碳排放。臺(tái)積電持續(xù)投資可再生能源采購、增加減碳補(bǔ)貼，以及采用低碳技術(shù)，例如藍(lán)氨（Blue NH3）、電子級(jí)材料的回收利用以及碳捕捉技術(shù)。

8、減少廢棄物：臺(tái)積電目標(biāo)到2030年實(shí)現(xiàn)98%的資源回收率。臺(tái)積電建設(shè)了業(yè)界首個(gè)零廢制造中心，并已于2024年投入運(yùn)營。該中心將廢棄的異丙醇（IPA）轉(zhuǎn)化為電子級(jí)IPA，可重新用于半導(dǎo)體制造流程中。

9、臺(tái)積電表示，公司長期致力于再生水利用，地下水修復(fù)和資源多元化。從2021年到2025年，臺(tái)積電上海和南京的晶圓廠在5年內(nèi)，把工業(yè)用水循環(huán)利用率提升至97%以上，每年節(jié)水當(dāng)量相當(dāng)于西湖水量的1.2倍，未來還將繼續(xù)提升。在水質(zhì)指數(shù)方面，上海和南京晶圓廠在已經(jīng)做到遠(yuǎn)優(yōu)于排放法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)值的情況下持續(xù)精進(jìn)。