臺(tái)積電4nm工藝將提前量產(chǎn) 首批產(chǎn)能被蘋果包下

3月30日，據(jù)臺(tái)灣媒體報(bào)道，原定于2021年第四季度試產(chǎn)，2022年量產(chǎn)的N4工藝，有設(shè)備供應(yīng)商傳出，量產(chǎn)時(shí)間將提前至第四季度。并且首批產(chǎn)能將由蘋果完全包下，用于設(shè)計(jì)具備更高性能的MacBook系列產(chǎn)品。

N4工藝是臺(tái)積電5nm家族的最新成員，透過完全兼容的設(shè)計(jì)規(guī)則從N5進(jìn)行直接轉(zhuǎn)移，從而提供更高的效能、功率及密度。臺(tái)積電希望這可以使得客戶能夠利用已經(jīng)充分發(fā)展的N5設(shè)計(jì)基礎(chǔ)假設(shè)，并從與N5相比極具競(jìng)爭(zhēng)力的成本與效能優(yōu)勢(shì)中進(jìn)行獲益。

有半導(dǎo)體從業(yè)者表示，除了4nm工藝以外，蘋果在下半年推出的iPhone 13系列新機(jī)，其搭載的A15芯片也計(jì)劃在5月底提前量產(chǎn)，將采用5nm工藝強(qiáng)化版。加上AMD、聯(lián)發(fā)科、高通等5nm新品在下半年集中投片，以及產(chǎn)能爆滿的7nm工藝，讓臺(tái)積電全年?duì)I收增幅可以達(dá)到或者超過15%。

回到臺(tái)積電的4nm工藝，其正式量產(chǎn)時(shí)間被提前至2021年第四季度，這意味著其試產(chǎn)時(shí)間或?qū)⒃诮衲甑牡诙径?。并且首批產(chǎn)能基本被蘋果吃下，按照蘋果產(chǎn)品時(shí)間表來(lái)看，首批搭載的設(shè)備將是新一代的MacBook系列產(chǎn)品。

當(dāng)然除了蘋果以外，由于量產(chǎn)時(shí)間提前，因此第四季度蘋果并非唯一的買家。還有如高通的下一代旗艦SoC“驍龍895”（研發(fā)代號(hào)為Waipio）以及X65/X62 5G基帶，NVIDIA或AMD的最新產(chǎn)品等，都可能采用這一制程。

面對(duì)臺(tái)積電4nm的提前量產(chǎn)，有消息稱三星將取消這一中間制程，決定在5nm之后直接進(jìn)行3nm GAAFET的研發(fā)生產(chǎn)。

不過臺(tái)積電的N3工藝也計(jì)劃將在明年亮相，按照臺(tái)積電的計(jì)劃，N3將在2021年試產(chǎn)，2022年下半年量產(chǎn)，并且N3工藝其邏輯密度將提高70%，效能提升15%，功耗則比N5降低30%。

與三星3nm工藝不同的是，臺(tái)積電的N3將繼續(xù)采用FinFET晶體管架構(gòu)，臺(tái)積電方面表示這其中有兩個(gè)重要的考量，一個(gè)是研發(fā)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)有新的方式可以將FinFET性能提升到新的高度，另一個(gè)則是可以提供最佳的技術(shù)成熟度、效能及成本，擁有完整的平臺(tái)支持行動(dòng)與HPC應(yīng)用，讓3nm工藝盡快帶給客戶使用。

但近期也有消息傳出，臺(tái)積電的3nm進(jìn)度不如預(yù)期，初期月產(chǎn)能僅為預(yù)期的一半左右，不過臺(tái)積電董事長(zhǎng)劉德英在此前便公開表示，臺(tái)積電3nm制程依然按照計(jì)劃持續(xù)的推進(jìn)當(dāng)中，畢竟比預(yù)期要更超前一些。

當(dāng)然，由于蘋果新機(jī)通常會(huì)在每年的3季度發(fā)布，這意味著臺(tái)積電3nm工藝想要趕上蘋果新機(jī)的發(fā)布計(jì)劃，就必須在2022年6月份左右完成量產(chǎn)，這對(duì)于臺(tái)積電而言將是一個(gè)挑戰(zhàn)。

無(wú)獨(dú)有偶，英特爾CEO Pat Gelsinger也在近期公布了英特爾IDM 2.0的計(jì)劃，將斥資200億美元建設(shè)新的晶圓廠。目前的主要工藝為10nm，而下一個(gè)工藝則是7nm。不過由于各種原因，英特爾的7nm已經(jīng)跳票到了2023年。

有趣的是，Anandtech的主編Ian Cutress在社交媒體上公布了一組數(shù)據(jù)，臺(tái)積電的5nm工藝密度是1.71億晶體管/mm2，3nm工藝可達(dá)2.9億晶體管/mm2，而英特爾的10nm工藝是1.01億晶體管/mm2，7nm節(jié)點(diǎn)可達(dá)2-2.5億晶體管/mm2。如果按最高水平來(lái)看，英特爾的7nm晶體管容量已經(jīng)接近臺(tái)積電的3nm，這也意味著性能上可能差距也并不是很大。當(dāng)然這只是理論上而言，實(shí)際表現(xiàn)還需要看產(chǎn)品具體情況而定。

或許這也意味著，各家芯片制程標(biāo)注的數(shù)據(jù)可能含有許多的水分，這也就解釋了為何三星的先進(jìn)制程有時(shí)候與臺(tái)積電的落后制程做出來(lái)的產(chǎn)品相當(dāng)。反過來(lái)想，或許這幾家代工廠的工藝差距并沒有想象中的那么大。