自上世紀(jì) 50 年代末發(fā)明集成電路以來，去過的幾十年，在摩爾定理的推動下，芯片集成度每隔 18 個月提高一倍，經(jīng)歷了 mm 到 µm 再到 nm 的進(jìn)化，目前最新的工藝已發(fā)展到 5nm。半個多世紀(jì)以來，芯片的性能和復(fù)雜度提高了 5000 萬倍，特征尺寸則縮減到一根頭發(fā)絲直徑的萬分之一。

芯片技術(shù)的演進(jìn)，芯片制造商占據(jù)了舉足輕重的地位。隨著先進(jìn)制程技術(shù)不斷演進(jìn)，研發(fā)、制造成本大幅增加，技術(shù)和資金壁壘不斷提高，具備先進(jìn)制程的廠商數(shù)量越來越少。在這些晶圓代工（Foundry）廠之中，臺積電是無可爭議的王者，工藝更先進(jìn)更成熟，成為各大芯片廠首選代工廠商，全球市場占有率超過了 50%。7nm 時代，像高通驍龍 865、蘋果 A13 Bionic、華為海思麒麟 990，都不約而同選擇了臺積電為代工廠商。

三星的晶圓代工領(lǐng)域的老二，這些年來一直扮演臺積電追趕者的角色。其實力和臺積電還是有所差距的，但差距不大，特別是 2011 年梁孟松的加入，讓三星在芯片制造工藝上逐漸追趕上了臺積電。

最新的 5nm 工藝制程，臺積電利用其豐富的芯片制造經(jīng)驗，率先量產(chǎn) 5nm 芯片，為蘋果代工 A14 Bionic 芯片，為華為代工麒麟 9000 芯片。但三星很快也宣布 5nm 芯片制造投產(chǎn)，并接下代工高通驍龍 888 的大單。

芯片工藝競賽還在繼續(xù)，臺積電有望在今年下半年開始 3nm 工藝芯片的風(fēng)險生產(chǎn)，屆時將生產(chǎn) 3 萬塊先進(jìn)工藝芯片。這與半年前的報道相似，說明臺積電的 3nm 工藝按原計劃穩(wěn)步進(jìn)行。按照臺積電的計劃，3nm 工藝 2021 年開始風(fēng)險試產(chǎn)，2022 年下半年大規(guī)模投產(chǎn)，設(shè)定的產(chǎn)能是每月 5.5 萬片。隨后就將逐步提升，2023 年的月產(chǎn)能將提升到 10 萬片。

臺積電 3nm 工藝準(zhǔn)備了四波產(chǎn)能，其中首波產(chǎn)能中的大部分將留給他們的大客戶蘋果。與 5nm 工藝芯片相比，臺積電 3nm 芯片在性能和功耗分別提升了 15% 和 30%。

與此同時，臺積電還計劃在年內(nèi)擴(kuò)大 5nm 芯片的產(chǎn)能，以滿足主要客戶日益增長的需求。報道稱，今年上半年，臺積電 5nm 工藝產(chǎn)能將從 2020 年四季度的 9 萬塊提升至 10.5 萬塊，并計劃在下半年將產(chǎn)能進(jìn)一步擴(kuò)大至 12 萬塊。

iPhone 12 系列火爆銷售、iPad Air 持續(xù)熱賣、以及蘋果轉(zhuǎn)向使用 ARM M1 芯片，為臺積電 5nm 產(chǎn)線帶來源源不斷的訂單。據(jù)悉，今年下半年將要發(fā)布的 iPhone 13 系列，蘋果將使用 5nm+ A15 芯片，即 5nm 的改進(jìn)版本 N5P，將提供更好的性能、更低的功耗。

分析認(rèn)為，明年的新款 iPhone 將使用 A14 芯片，將基于臺積電 4nm 工藝制造。而 3nm 工藝將用在后年的 A17 芯片上。

?先進(jìn)制程遠(yuǎn)沒有終點，臺積電已走在探索 1nm 制程的道路上。前不久，臺積電和交大聯(lián)手，開發(fā)出全球最薄，厚度僅有 0.7nm 的超薄 2D 半導(dǎo)體材料絕緣體，可望借此進(jìn)一步開發(fā)出 2nm 甚至 1nm 的電晶體通道。報道稱，臺積電正在籌集更多資金，目的是向 ASML 購入更多更先進(jìn)制程的 EUV 光刻機(jī)，而這些都是為了 1nm 新制程做好準(zhǔn)備。臺積電還在為 2nm 后的先進(jìn)制程持續(xù)尋找設(shè)廠地域，包括橋頭科、路竹科，這些均在臺積電評估中長期投資設(shè)廠的考量之列。