凯发K8旗舰厅AG登录|人工学院修改器|台积电建18座厂猛扩产能:2nm年增70

  5月14日◈ღღ,晶圆代工大厂台积电在中国台湾举行的“2026年度技术论坛”上表示◈ღღ,预计2022年至2026年间◈ღღ,人工智能(AI)加速器晶圆的需求将增长11倍◈ღღ。

  台积电同时上调了对全球半导体市场的预测◈ღღ,预计到2030年◈ღღ,全球半导体市场规模将超过1.5万亿美元◈ღღ,高于此前预测的1万亿美元◈ღღ。其中◈ღღ,AI和高性能计算预计将占比55%◈ღღ,智能手机占比20%和汽车应用占比10%◈ღღ。

  台积电业务开发及全球销售资深副总经理暨副共同营运长张晓强(Kevin Zhang)表示◈ღღ,未来AI加速器的性能将取决于先进制程◈ღღ、先进封装和高速互连技术的融合◈ღღ,而AI模型规模的不断扩大也提升了SoIC(系统整合芯片)和3D IC技术的重要性◈ღღ,因为这些技术能够将DRAM直接堆叠在计算芯片上◈ღღ。

  为了应对市场旺盛的需求◈ღღ,台积电计划将提高其最先进的 2nm 制程芯片的产能◈ღღ,预计第1年2nm晶圆产出将较同期3nm产出高出45%◈ღღ,2026年至2028年的复合年增长率 (CAGR) 将达到70%◈ღღ。台积电3及5nm产能于2022到2027年复合成长率也将达25%凯发K8旗舰厅AG登录◈ღღ,以支持客户强劲需求◈ღღ。同时◈ღღ,CoWoS(芯片封装于晶圆基板上)先进封装产能也预计将在2022年至2027年间实现超过80%的复合年增长率◈ღღ。

  而为了实现这一产能扩张计划◈ღღ,台积电营运◈ღღ、先进技术工程副总经理田博仁在年度技术论坛中透露◈ღღ,台积电2025~2026年正加速扩张脚步◈ღღ,达成新建九座厂房目标◈ღღ。放眼全球◈ღღ,台积电预期将新建与改造共计18座工厂◈ღღ,其中包含5座先进封装厂◈ღღ,以强力提升先进制程与封装产能◈ღღ,全面满足全球客户需求◈ღღ。

  田博仁说◈ღღ,台积电克服地理限制◈ღღ,将3nm◈ღღ、5nm及7nm厂区串联成Super Giga Fab◈ღღ,利用AI实现跨厂区最佳化◈ღღ,最大幅度提高生产力◈ღღ。

  田博仁指出◈ღღ,台积电在过去一年于技术提升与产能扩张两方面均取得显著进展◈ღღ。面对全球AI与HPC应用的强劲需求◈ღღ,台积电正以过去2倍的速度加速晶圆厂扩建◈ღღ,并致力于在全球范围内建立新产能◈ღღ。

  在具体的产能布局方面◈ღღ,田博仁表示◈ღღ,尽管积极拓展海外版图◈ღღ,中国台湾依旧是台积电最核心的先进制程重镇◈ღღ。目前中国台湾共有12座晶圆厂或先进封装厂正在建设中◈ღღ。针对2026年的最新计划◈ღღ,台积电预计将在台湾新建4座晶圆厂及2座先进封装厂◈ღღ。

  其中◈ღღ,在最先进的2nm及更先进制程布局上◈ღღ,位于新竹的Fab 20厂与高雄的Fab 22厂作为主要量产基地◈ღღ,已于2022年动工并正式进入量产阶段◈ღღ。此外◈ღღ,台中Fab 25厂也已于2025年展开动工◈ღღ,并计划于2028年开始量产2nm与更先进的制程◈ღღ。为支持客户持续成长的庞大需求◈ღღ,台积电也强调将持续在台湾扩张先进封装产能◈ღღ。

  美国亚利桑那州◈ღღ:台积电第一座晶圆厂已于2024年四季度量产4nm制程◈ღღ,预计至2026年产能将实现1.8倍的增长◈ღღ,且该晶圆厂良率表现已达到与台湾总部相当的水平◈ღღ;第二座晶圆厂的设备搬迁计划于2026年下半年进行◈ღღ,预计2027年下半年开始生产3nm制程◈ღღ;第三座晶圆厂于2025年上半年动工◈ღღ,主体结构已于近日顺利封顶◈ღღ;第四座晶圆厂以及首个先进封装设施的建设预计将于今年启动◈ღღ。近期◈ღღ,台积电已顺利取得现有厂区旁的新土地◈ღღ,以支持进一步的扩张计划◈ღღ。

  日本熊本◈ღღ:第一座晶圆厂(P1)已进入22及28nm的量产阶段◈ღღ,40nm制程亦在持续开发中;第二座厂(P2)的新建计划调整进展顺利◈ღღ,于2025年开始建设◈ღღ,将升级提供3nm技术◈ღღ。台积电预计◈ღღ,熊本厂2026年针对28与22nm的产出将达到2025年的20倍◈ღღ,且良率同样达到与台湾总部相当的水平◈ღღ。

  德国德累斯顿◈ღღ:台积电合资的特殊制程晶圆厂已于2024年开始建设◈ღღ,并按计划推进◈ღღ。该晶圆厂专注于汽车与工业应用◈ღღ,将首先支持欧洲客户采用28nm和22nm工艺◈ღღ,随后提供16nm和12nm工艺◈ღღ。

  台积电指出◈ღღ,其2nm家族的N2制程已于2025年第四季开始量产◈ღღ,N2P则计划于2026年下半年开始量产◈ღღ。而搭载名为超级电轨(Super Power Rail)的背面供电技术的A16制程预计于2026年下半年生产就绪◈ღღ。

  而为了给客户提供更多元的选择◈ღღ,台积电还将推出基于N2进一步优化的N2X与N2U制程◈ღღ,将分别于2027年与2028年量产◈ღღ。其中N2U相较于N2P◈ღღ,速度加快3%至4%◈ღღ、功耗降低8%至10%◈ღღ,并提升约3%的逻辑密度◈ღღ,为AI◈ღღ、HPC与制程手机应用提供绝佳的均衡选择◈ღღ。

  台积电业务开发副总经理袁立本表示◈ღღ,台积电已收到约25个2nm产品设计定案人工学院修改器◈ღღ,另有超过70个客户设计正在规划或进行中◈ღღ。AI◈ღღ、HPC与手机应用加速采用2nm◈ღღ,2nm第二年的设计定案数量约为5nm同期的4倍◈ღღ。

  在备受瞩目的埃米级制程方面◈ღღ,A14制程预计于2028年进入量产◈ღღ。A14制程采用了第二代纳米片晶体管技术——NanoFle Pro和超级电轨技术◈ღღ,相较于N2制程◈ღღ,在相同功耗下速度最高可提升15%◈ღღ;在相同性能下◈ღღ,最多可降低30%功耗◈ღღ;其逻辑密度与芯片密度也将分别提升至N2的1.23倍与1.2倍◈ღღ。

  A13制程是A14的光学微缩版◈ღღ,将线完全兼容的设计规则和电气特性的前提下(客户能快速从A14迁移至A13)◈ღღ,面积缩小约6%◈ღღ,晶体管密度相应提升◈ღღ,预计于2029年进入生产◈ღღ。

  A12将继续采用台积电第二代纳米片晶体管NanoFlex Pro技术和超级电轨技术◈ღღ,同时在正面和背面进行微缩以实现整体密度提升凯发K8旗舰厅AG登录◈ღღ,计划于2029年量产◈ღღ。

  按照台积电的说法◈ღღ,N2◈ღღ、N2P◈ღღ、N2U◈ღღ、A14凯发K8旗舰厅AG登录◈ღღ、A13主要是面向客户端(智能手机◈ღღ、消费电子)的节点◈ღღ,这类节点强调成本◈ღღ、能效和IP复用◈ღღ,强大的设计兼容性至关重要◈ღღ,客户可接受渐进式改进◈ღღ。

  A16◈ღღ、A12则主要是面向面向AI/HPC数据中心的节点◈ღღ,这类节点必须提供显著的性能提升以证明技术过渡的合理性◈ღღ,成本相对次要◈ღღ。同时◈ღღ,这两个节点还集成了Super Power Rail(SPR)背面供电技术◈ღღ,以解决AI数据中心的电源完整性和电流传输限制问题◈ღღ,更新周期为两年◈ღღ。

  需要指出的是◈ღღ,台积电A13和A12均无需使用High-NA EUV光刻设备◈ღღ,台积电计划至少到2029年继续使用现有的低数值孔径EUV设备◈ღღ。张晓强对此表示◈ღღ:“我们仍然能够充分利用现有EUV技术的优势◈ღღ,而无需转向高数值孔径设备——要知道◈ღღ,高数值孔径设备的成本非常非常高◈ღღ。”

  随着物理微缩面临挑战◈ღღ,在纳米片构架之后◈ღღ,台积电积极研发互补式场效晶体管(CFET)全球最小的可运作6T SRAM內存单元◈ღღ,其布局面积较传统纳米片设计缩小约30%◈ღღ,并成功展示由约1,000个电晶体组成之CFET环形振荡器(ring oscillators)◈ღღ。

  此外◈ღღ,台积电在二维(2D)材料方面也取得显著进展◈ღღ,将2D信道的电流密度提升了三倍◈ღღ,为未来的微缩与低功耗芯片奠定基础◈ღღ。

  为了支撑庞大的AI计算对于先进封装的需求◈ღღ,台积电将生产全球最大的5.5倍光罩尺寸CoWoS◈ღღ,良率超过98%◈ღღ。未来几年◈ღღ,台积电预计于2028年量产可整合20个HBM(高频宽內存)◈ღღ、14倍光罩尺寸的CoWoS◈ღღ,而大于14倍光罩尺寸且整合24个HBM的版本将于2029年就绪◈ღღ。

  在系统级晶圆(SoW)技术上◈ღღ,台积电可将中介层尺寸放大超过40倍光罩尺寸◈ღღ,最多整合64个HBM与16个计算芯片◈ღღ。目前用于逻辑晶粒整合的SoW-P已自2024年起量产◈ღღ,结合HBM的SoW-X预计于2029年就绪凯发K8旗舰厅AG登录◈ღღ。

  在3D堆叠技术方面◈ღღ,台积电的SoIC芯片尺寸持续缩小◈ღღ,与2015年推出的2.5D CoWoS芯片相比◈ღღ,SoIC的互连密度提高了56倍◈ღღ,性能提高了5倍◈ღღ。目前◈ღღ,具备6μm键合间距的版本已于2025年量产◈ღღ,并将逐步推进至2028年量产的N2对N2堆叠◈ღღ,以及2029年的A14对A14堆叠(4.5μm间距)人工学院修改器◈ღღ。

  随着AI服务器计算需求的高速增长◈ღღ,数据传输的延迟与功耗成为业界急需克服的关键瓶颈◈ღღ。为突破传统铜线的物理极限◈ღღ,紧凑型通用光子引擎(COUPE)与光电共封装(CPO)技术正成为新世代AI 基础设施的核心解决方案◈ღღ,也成为半导体业界关注的焦点◈ღღ。

  据介绍◈ღღ,COUPE技术如果搭载于CPO中◈ღღ,可提供4倍的功耗效率并减少90%延迟◈ღღ;若建构在中介层上◈ღღ,更能达到10倍功耗效率与减少95%延迟的惊人表现◈ღღ。

  台积电表示◈ღღ,在典型的AI服务器架构中◈ღღ,计算托盘内的GPU与负责数据分配的交换器(Switch)之间传统上多依赖铜线连接◈ღღ,而交换器与交换器之间则已广泛采用光学传输◈ღღ。为进一步提升整体传输效能◈ღღ,业界积极推动紧凑型光学封装(COP)◈ღღ,其核心理念是“尽可能以光学传输取代铜线”◈ღღ,甚至在电路板上最后的几公分也改为采用光学连接◈ღღ。

  台积电业务开发组织副总经理袁立本指出◈ღღ,这项技术的核心在于利用SoIC技术◈ღღ,将普通的逻辑芯片(即电子集成电路◈ღღ,EIC)与光学芯片(PIC)进行紧密整合◈ღღ。当光信号进入后凯发K8旗舰厅AG登录◈ღღ,这两种新片会互相协作◈ღღ,将光信号翻译成电信号再输出给核心的GPU◈ღღ。

  插拔式与电路板层级(On-PCB)◈ღღ:这是2025年的主流与现有方案◈ღღ,光电转换后仍需通过铜线行经较长的电路板与芯片基板◈ღღ,虽然已有进步◈ღღ,但传输距离仍相对较长◈ღღ。

  基板层级(On-Substrate)◈ღღ: 2026年下半年的重大进展◈ღღ,是将光学转换元件从电路板移入芯片封装的基板上◈ღღ。仅仅是缩短这段微小的实体距离◈ღღ,就带来了显著的性能跃升◈ღღ。数据显示◈ღღ,在基板上搭载COUPE技术的CPO◈ღღ,可提供传统铜线倍的功耗效率◈ღღ,并将传输延迟大幅减少高达90%◈ღღ。

  中介层层级(On-Interposer)◈ღღ:这是技术发展的下一步◈ღღ,也是提升性能的关键◈ღღ。通过在中介层上使用COUPE技术◈ღღ,将光学元件推得离核心运算单元更近◈ღღ,预计可实现10倍的功耗效率与高达95%的延迟减少◈ღღ。专家解释◈ღღ,下一阶段的传输速率提升◈ღღ,并非来自光学速度本身的改变◈ღღ,而是因为电信号转换后的实体传输距离更贴近逻辑计算核心◈ღღ。

  根据台积电的最新研发进度人工学院修改器◈ღღ,搭载COUPE技术的全球首个200Gbps微环调变器(MRM)预计将于2026年进入量产◈ღღ。在优异的制程控制下◈ღღ,采用该技术的MRM能实现低于1E-08的极低位元误差率◈ღღ。展望未来◈ღღ,业界将持续扩展技术能力◈ღღ,朝向400Gbps调变器◈ღღ、多波长技术与多列光纤阵列单元发展◈ღღ,终极目标是在2030年实现高达4Tbps/mm的频宽密度凯发K8旗舰厅AG登录◈ღღ。

  尽管目前的CPO技术主要仍应用于交换器上的数据沟通◈ღღ,但包括广达等业界专家的“终极梦想”◈ღღ,是能让光信号直接跨越交换器进入GPU◈ღღ。随着3D Fabric等先进封装技术持续推进◈ღღ,未来我们将有望看到高带宽内存(HBM)◈ღღ、逻辑芯片与光学封装在同一架构中完美堆叠◈ღღ,为下一代AI计算奠定无与伦比的硬件基石◈ღღ。

  在特殊制程方面◈ღღ,台积电车用技术N3A已经通过验证◈ღღ,下一代车用制程N2A预计于2028年第一季通过车规验证◈ღღ。

  在非易失性内存方面◈ღღ,台积电12nm RRAM已准备接受客户设计◈ღღ,预计2026年底将通过车用验证◈ღღ;16nm MRAM也已准备好支持车用MCU◈ღღ。

  针对显示器◈ღღ,台积电推出了专为OLED和Micro Display设计的16HV平台◈ღღ,相较前代28HV◈ღღ,能为高阶智能手机驱动IC降低35%功耗◈ღღ,并为AI眼镜缩小40%显示面积及降低26%功耗◈ღღ。

  台积电业务开发组织副总袁立本指出◈ღღ,智能眼镜等AI边缘设备不只需要先进逻辑制程◈ღღ,也需要高压显示人工学院修改器◈ღღ、射频与特殊制程同步升级◈ღღ,以优化关键的显示与功耗问题◈ღღ,对此台积电也有配套的制程与技术服务◈ღღ。

  目前◈ღღ,台积电已经推出业界首个鳍式场效晶体管(FinFET)高压平台N16HV◈ღღ,用于可折叠◈ღღ、轻薄OLED与AR眼镜◈ღღ。 相较28nm高压制程◈ღღ,N16HV用于近眼显示引擎背板时◈ღღ,可将芯片面积缩小40%◈ღღ、功耗降低约20%◈ღღ,有助智能眼镜朝更轻薄◈ღღ、更省电◈ღღ、可长时间配戴方向发展◈ღღ。

  N4C RF为目前最先进的RF CMOS技术◈ღღ,与N6 RF+相比◈ღღ,可为智能手机与AI驱动智能眼镜等数字密集型RF SoC产品降低39%功耗◈ღღ、缩小33%面积◈ღღ,可大幅优化AI穿戴装置体验◈ღღ。

  张晓强指出◈ღღ,AI应用百花齐放◈ღღ,衍生出智能手机◈ღღ、智能眼镜凯发K8旗舰厅AG登录◈ღღ、自动驾驶汽车与人型机器人等终端应用◈ღღ,智能眼镜最具潜力的原因在于◈ღღ,不论AI如何推进◈ღღ,人类与外界互动最有效率的方式仍是“视觉”◈ღღ,未来智能眼镜有机会把数据中心的强大智能◈ღღ,实时带入使用者眼前◈ღღ。

  张晓强认为◈ღღ,AI若要真正无所不在◈ღღ,就必须嵌入各类电池供电的边缘装置◈ღღ。 智能眼镜虽仍在起步阶段◈ღღ,但想像空间庞大◈ღღ,未来可透过高速连网与AI运算◈ღღ,把数据中心智慧连结到人类大脑与日常生活场景◈ღღ。不过◈ღღ,智能眼镜要从笨重的护目镜般设计人工学院修改器◈ღღ,演进到可日常配戴的轻薄眼镜◈ღღ,仍需要约两个数量级的技术提升◈ღღ,核心关键在于降低功耗◈ღღ。凯发K8旗舰厅◈ღღ。凯发APP◈ღღ。凯发k8国际◈ღღ,凯发K8官网◈ღღ,AG凯发K8真人娱乐◈ღღ,