加碼CAPEX/投入18吋晶圓　台積電迎戰三星/英特爾

圖1 英特爾總裁暨執行長歐德寧表示，發展先進14奈米製程技術，可讓英特爾製造更強大、效率更高的電腦晶片。

英特爾(Intel)與台積電的關係恐將由合作走向競爭。甫於日前決定於美國奧勒崗州興建一座新12吋晶圓廠D1X的英特爾，2月中旬藉著美國總統歐巴馬(Barack Obama)至該公司參訪之際，再度宣布將砸下50多億美元的巨資於亞歷桑納州打造另一座12吋晶圓廠Fab 42，兩座廠房都將投入14奈米先進製程技術的研發，預計2013年開始上線運作。由於新廠房產能規模龐大，加上英特爾已宣布為現場可編程閘陣列(FPGA)業者製造產品，因而引發業界對英特爾進軍晶圓代工市場的聯想。
 

不過，英特爾總裁暨執行長歐德寧(Paul Otellini)(圖1)表示，新廠房是該公司持續維持半導體技術領先地位的重要支柱，而其所生產的電晶體和晶片則是未來創新最強而有力的平台，可讓電腦、消費性電子、行動裝置，甚至是下一代機器人，具有更先進且優異的性能，並實現多種前所未見的發明應用。
 

搶蓋超級晶圓廠　英特爾墊高技術門檻 

D1X是英特爾位於奧勒崗研發與製造基地的重要增建計畫，一旦完工，無塵室的占地面積將和四座足球廠一樣大，預計將於2013年上線運作，成為全球第一座14奈米微處理器製造工廠(圖2)。
 

圖2 英特爾預計於美國奧勒崗州興建的12吋晶圓廠，占地面積相當於四座足球場。

值得一提的是，原本市場人士預期，英特爾會將D1X打造成全球首座18吋晶圓廠，但英特爾目前僅將其規畫成12吋晶圓廠。不過，該公司也透露，未來該廠房仍將可與18吋晶圓製程相容。
 

至於位於亞歷桑納州的Fab 42，則預計在2011年中開始動土，目標也希望在2013年建造完成，並投入14奈米及其以下先進技術的產品生產。而除將建造兩座具備最先進14奈米技術的晶圓廠外，英特爾先前也宣布將投入60～80億美元升級該公司在美國既有的幾座晶圓廠。
 

儘管英特爾表示，該公司大舉投入超大型晶圓廠與14奈米製程技術的布局，是為鞏固其在半導體市場的領先地位，但令人好奇的是，隨著新廠房產能陸續開出，單靠英特爾自有的產品線，是否能填滿所有產能？也因此，市場人士紛紛臆測，英特爾的下一步，將發展晶圓代工服務，與台積電、三星爭食晶圓代工大餅。
 

這種說法其實有跡可循。2010年10月，一向採取自製和委外混合製造模式的英特爾，破天荒宣布將為FPGA業者Achronix生產22奈米FPGA。雖然英特爾對此表示，這項交易將只使用該公司整體產能的極小部分，甚至不到1%，對目前的營收貢獻更微不足道，但仍引發外界對英特爾跨足晶圓代工業的揣測。
 

市場研究機構Linley Group創辦人暨首席分析師Linley Gwennap指出，若英特爾只是單純希望支援Achronix或欲掌握其FPGA技術，大可直接買下這家新創公司。畢竟，要提供晶圓廠空間給外部公司，不但需要複雜的作業，更可能耽擱英特爾高價值處理器的發展。該公司不太可能只為了微薄的投片費用付出這些代價，反到像是為未來朝向晶圓代工發展而預做試產的準備。因此，英特爾特雖不願將此交易視為是進軍晶圓代工市場，但它的確正往此一方向邁進。
 

Gwennap認為，英特爾要廣泛提供晶圓代工服務至少還要兩年以上的時間，而倘若其決定走向這條路，如何吸引和留住夠多非競爭關係的客戶，將是其代工業務能否成功的最大挑戰。
 

事實上，不只是英特爾想發展晶圓代工，另一家重量級整合元件製造商(IDM)三星，也早已鴨子划水布局多時，除至今已搶下高通(Qualcomm)、賽靈思(Xilinx)、蘋果(Apple)與東芝(Toshiba)等大廠的訂單外，日前更與IBM簽訂專利交叉授權協議，涵蓋半導體、電信、視覺、行動通訊、軟體及技術基礎服務等範圍。不僅如此，透過此次合作，三星也取得20奈米及其以下製程技術發展的奧援，為其在邏輯IC及晶圓代工的往後發展挹注強大動能。
 

加速布局新技術　台積力保江山 

面對三星、英特爾在晶圓代工市場的動作頻頻，台積電也不遑多讓，除2011年資本支出(CAPEX)將再增加三成，全力發展40及28奈米等先進製程外，也計畫在20奈米製程節點開始導入18吋晶圓的生產，進一步提高產能及成本競爭力，預計2013年將陸續完成研發及量產產線建置。
 

圖3 台積電董事長張忠謀強調，快速擴增產能與先進製程技術的持續研發，是該公司成長的主要動力來源。

台積電董事長張忠謀(圖3)表示，為確保公司未來的持續成長，技術研發與資本支出是勢在必行的投資，因此，2011年台積電資本支出將較去年再增加32%，達78億美元，其中，約八成資本支出更將用於65、40及28奈米等先進製程技術，而當中又有9%會用於20及14奈米製程技術的研發。
 

這筆資本支出將可使台積電年度產能增加約20%，達一千三百六十萬片8吋約當晶圓。
 

2010年台積電不論營收及淨收入都創下新紀錄，以美元計算，營收成長率更高達48%，預估該公司在全球晶圓代工市場的占有率將從2009年的43.9%成長到2010年的45.5%。
 

張忠謀強調，台積電擁有正確的技術、有效的產能，以及客戶的信賴，是邏輯晶圓廠代工市場值得信賴的技術及產能供應商，因此將可持續擴大市場占有率。他預估，2011年，不包括記憶體在內的半導體市場將成長約7%，而台積電營收以美元計算則可增加超過20%，優於整體產業的表現。
 

而在眾多應用產品中，台積電尤其看好智慧型手機與平板裝置(Tablet Device)的發展。張忠謀分析，平板裝置與智慧型手機將是2011年驅動半導體產業成長的重要應用，預估智慧型手機2011年的出貨量將達四億二千萬支，年增率高達45%。而平板裝置出貨量則可達四千萬台，雖然市場規模仍不大，但成長動能極強，未來還有極大的成長空間。
 

此外，微軟(Microsoft)決定與安謀國際(ARM)合作，並預計於2012年將Windows 8移植至ARM核心，亦將有助整體行動運算應用市場的蓬勃發展。而台積電的客戶有很多均採用ARM核心來開發產品，因而也將成為此波趨勢的受惠者，與客戶一起成長。
 

根據台積電內部預估，目前該公司已有60%的邏輯IC是供應給非iPad及Galaxy Tab平板裝置使用；而約45%的邏輯IC是用於各類型智慧型手機，未來這個比重將會突破50%。
 

為因應行動應用市場的成長，台積電也已做好萬全準備，其中，結合高效能與低功耗特性的28奈米HPM製程技術，更是最重要的武器。張忠謀表示，在28奈米系列技術中，尤其以28奈米HPM技術最為重要，這是為平板裝置、智慧型手機和嵌入式系統單晶片(SoC)等應用所開發的技術，擁有高達3GHz的運算頻率和絕佳的效能/功耗比。目前已有客戶開始在28奈米HPM製程上投產(Tape Out)及開發原型產品。
 

整體而言，台積電目前28奈米製程已有七十多個產品投產，比先前40奈米製程在同階段時的投產數量更多，預計在今年第一季開始，28奈米製程可產生1～2%的營收貢獻，第四季時則可占到2～3%。
 

張忠謀強調，台積電的28奈米技術具有優異的效能、可靠性及密度，其邏輯密度為40奈米的兩倍，而採用後閘極(Gate-last)設計的高介電質金屬閘極(HKMG)技術更是實現此一效能不可或缺的關鍵技術。
 

另一方面，為確保市場領先地位，台積電也已積極與合作夥伴Semitool投入18吋晶圓製造的研發工作，第一條18吋晶圓的研發產線，將在FAB 12廠第六期工程建置，會從20奈米技術開始投入，預計2013～2014年將完成試產線建置。量產產線則計畫在FAB 15廠第五期工程中建置，預計2015～2016年完成。他強調，18吋晶圓不僅具有大晶圓尺寸所具備的生產好處對未來製造成本的進一步縮減也有明顯助益。
 

對於競爭對手積極搶分杯羹，張忠謀並未正面回應，僅表示，台積電將有足夠的競爭力面對市場各種變化與挑戰。