英特爾、台積全球擴產大火拚 台積熊本年底順利量產　英特爾14A製程亮相

英特爾目前在全球擁有 8 個製造基地，後續全球晶圓廠數量預計增加到 15 個。英特爾

台積電將於2月24日舉行熊本首座晶圓廠開幕典禮，相較美廠延宕，日廠自宣布設廠以來大致還算順利，除了有日本政府全力重返半導體製造大國的強大企圖心助力外，另一推手就是大客戶蘋果（Apple）。

日前台積電在日本政府積極力邀提供優渥助攻條件下，再宣布興建第2座晶圓廠，另一方面，美廠也在先前與工會簽定協議後，新廠進度回復正軌。

而德廠現正傾全力協助台積電建廠，期能發揮產業磁吸效應，建置強大半導體產業鏈與活絡當地產業發展。

值得注意的是，台積電海外擴產持續開展，重返晶圓代工戰場的英特爾（Intel）也早已重金展開全球生產部署，在多國不希望「台積電獨大」且英特爾不斷強調已內部分拆，為外部客戶的資料與智慧財產權提供最高等級的保護。

同時，英特爾也擁有美國強力奧援，取得多方金援補助支持，加上先進製程技術發展多年，在創新技術與材料應用上保持領先下， 「萬事俱備，只欠東風」就等晶片客戶是否願意承擔、分散風險，啟動轉單策略，代工名單將英特爾列入。

美廠難度超預期　補助金終將定案

2020年疫情爆發，引發全球晶片荒，台積電承受了地緣政治風險與大國壓力，在外界一片不看好下，仍不得不宣布高成本的海外擴產大計，自2020年宣布美國新廠建置計畫後，緊接著2021年也揭露了日本熊本新廠計畫，2023年則如預期釋出德國廠藍圖，預計2027年底量產，近期則是再宣布建置熊本第2座廠計畫，7年海外擴產大計確立。

美日德抄捷徑強化半導體產業鏈實力，台積電成為各國搶奪標的。不過，近年面臨景氣未如預期復甦，加上地緣政治風險承壓，台積電擴產計畫完全遭外力干預打亂，不確定因素大增，一直以來相當嚴謹的台灣建廠計畫與製程技術推進，過去1年多來罕見一再調整，海外新廠同樣也出現修正。

尤其是美國，建廠之路一路跌跌撞撞，受到市場需求、當地監管法規、勞動法令、工作文化與成本飆升等繁雜問題影響，原本首期工程計畫2024年開始生產5奈米製程技術，之後修正為4奈米，並延至2025年上半量產。

同步興建的二期工程，預計2026年開始生產3奈米製程技術，但日前台積電說法又轉為模糊，量產時程再推遲至2027年，且最終採用何種製程技術，也改口將視客戶需求，並與美國政府相關單位討論中，也就是不一定會是3奈米製程，仍有變更空間。

美廠二期工程總投資金額大舉飆升至400億美元，為亞利桑那州史上規模最大的外國直接投資案，也是美國史上規模最大的外國直接投資案之一。

在美國政府迫切需要台積電助攻，以及台積電與工會達成協議後，美廠進度終於也動起來，近期美國政府繼宣布給予英國軍火工業與航空太空設備商BAE Systems、微控制器暨類比IC供應商Microchi及GlobalFoundries（GF），分別各3,500萬美元、1.62億美元與15億美元的補貼後，近期也將會進一步揭露對台積電的補貼規模。

日廠順利　政府決心、蘋果力促為關鍵

相較美廠建置難度高，台積電在日本建廠則是相對順利許多。台積電首座熊本廠自2022年4月開始動工， 24小時完全趕工，不到2年就完工且真正量產，雖然非先進製程，但在土木鋼構、無塵室建置與各項廠務進展相當神速，日本政府全力相挺、勞動文化相近為關鍵所在。

據了解，助力台積電建廠的是日本前五大營造企業，而台積電也帶了自家合作緊密的工班與廠務設備等，因此，在天時地利人和皆到位，熊本廠進展符合預期，獲利也可望提前實現。

日前台積電再宣布與Sony Semiconductor Solutions Corporation（SSS）、電裝（Denso）及豐田（Toyota）攜手投資建置第2座廠，並計劃於2027年底開始營運，2座晶圓廠每月總產能預計超過10萬片12吋晶圓，為汽車、工業、消費性和高效運算(HPC)相關應用提供40奈米、22/28奈米、12/16奈米和6/7奈米製程技術，這也是日本首度真正可擁有7奈米EUV以下可大量生產的先進製程節點。另外，也再傳出雙方也開始討論三期晶圓廠建置計畫。

為何台積電快速決定前往日本設廠，魏哲家就直言，日本確實不是成本便宜的地方，台積電決定在日本設廠的主要原因就是最大客戶要求，希望台積電全力協助其最大供應商。

台積電的核心考量一直都是客戶需求優先，客戶的產品賣不出去，台積電的3奈米、5奈米也沒訂單，因此一定要全力支援。據了解，台積電最大客戶為蘋果，佔營收比重約25%， Sony則是iPhone影像感測器重要供應商。

也就是以台積電在日建廠的目的與合資夥伴來看，顯而易見的就是固守蘋果訂單，以及日本政府全力擴大車用、工業與搶進HPC、AI新戰場。

熊本廠預計將直接創造總計超過3,400個高科技專業工作機會，加上間接人力需求，估計至少帶來近9,000個就業機會。

薪資水平方面，台積電的基本月薪為大學畢業生28萬日圓，碩士畢業生32萬日圓，博士畢業生36萬日圓，比日本全國平均高出5萬日圓以上，也也加速拉升人才磁吸及當地經濟發展。

日設備、材料領先　台積攜手同行

值得注意的是，台積電赴日還有另一重大考量，就是半導體晶圓製造總共需要1,000多道工序，而日本除在晶圓製造與製程技術落後外，在全球設備領域市佔與美國皆約3成上下，雖然沒有荷蘭ASML的獨家EUV技術設備，但在關鍵零組件擁有關鍵地位。

另日本於光阻劑、研磨液、蝕刻氣體到矽晶圓等關鍵材料方面，在全球擁有近5成版圖。

而這也是台積電於2020 年1 月在日本橫濱設立技術中心，並於2021 年3 月在茨城縣筑波市成立日本3DIC 研發中心的目的所在。

其中，3DIC研發中心可與擁有半導體材料及設備優勢的日本合作夥伴、研究機構和大學合作，協助最先進的三維積體電路封裝材料研發技術。

值得一提的是，針對歐、美、日與東南亞多國皆全力重建半導體本土製造供應鏈，誰會成功？張忠謀也表示，多國都想建置製造供應鏈，當中，日本是較理想的地方，尤其是九州，在水、電與土地等皆有優勢，而工作文化也相當好。

同時也示警，台灣隨著國家經濟發展等情勢的演變，20~30年後，台灣半導體製造環境，恐不會像現在處於有利位置。

AI 帶動矽經濟成長      2030年半導體產值將達1兆美元  

英特爾執行長Pat Gelsinger認為，AI 協助驅動由晶片和軟體帶來持續成長的「矽經濟」（Siliconomy）。晶片創造了價值5,740 億美元的產業，驅動全球科技經濟帶來近乎 8 兆美元的產值。

 1995 年至 2015 年，半導體創新達到全球約 3 兆美元的 GDP，以及 11 兆美元的間接產值，半導體產業的成長正持續加速中。2021 年全球半導體出貨量為 1.15 兆，到2024 年預計成長率為 10.4%，預計到 2030 年，全球半導體產業將成為一個價值 1 兆美元的產業。

半導體商機與整體產業規模不斷擴增，而這也是英特爾持續推進先進製程與全球擴產以因應龐大需求的關鍵所在。

肩負美國半導體製造王國建置重任　英特爾全球擴產不手軟

英特爾目前在全球擁有 8 個製造基地，其中已宣布在美國亞利桑那州興建 2 個、在俄亥俄州建造 2 個、在以色列建造 1 個，以及在德國建造 2 個新晶圓廠，全球晶圓廠數量預計增加到 15 個。

晶圓廠新案方面：目前美國亞利桑那州有Fab 12、Fab 22、Fab 32與Fab 42廠；奧勒岡州有TD fabs D1；愛爾蘭有Fab 24與Fab 34；以色列為Fab 28；計畫中的有俄亥俄州與德國廠。

測試組裝廠據點則包括哥斯大黎加、中國、馬來西亞與越南；先進封裝廠則位於美國新墨西哥州，以及計畫建置中的馬來西亞廠。

英特爾表示，將數十億個微型電晶體放到到越來越小的運算晶片為人類最複雜的製造流程之一。 1座設備齊全新的Fab耗資至少約 100 億美元，需要 6,000 名建築工人約3年時間才能完工。 英特爾的製造營運為全球規模，需要橫跨不同洲的全球供應鏈。

英特爾也進一步說明指出，2021 年，英特爾宣布在亞利桑那州、新墨西哥州和俄亥俄州進行超過435億美元的投資，以加強美國的晶片製造和研發領導地位。

這些投資至今已顯著增長，甚至還未計入研發和加速技術發展方面的投資。英特爾宣布的投資項目包含：擴大在亞利桑那州的營運規模，已在當地投資超過 40 年，這次將半導體工廠由2座擴建為4座，每座預估造價介於 150 億至200 億美元。

在新墨西哥州，英特爾將投資至少 35 億美元於半導體封裝的設備升級。此投資創造了 700 個製程技術員職缺；在俄亥俄州的2個晶圓廠的綠地投資，將成為該州史上最大的私部門投資。此「Silicon Heartland」將為美國帶來新的晶片製造區域經濟，成為領先技術的中心。

奧勒岡州方面，英特爾正處於計劃階段，準備投資數十億美元進行設備擴建和現代化。這將使英特爾重拾製程技術領導地位，繼續推動摩爾定律的發展。

英特爾也已宣布計劃初始投資超過330億歐元，在德國興建先進半導體晶圓廠、在法國建立新的研發和設計中心，在於愛爾蘭、義大利、波蘭和西班牙，擴大研發能力、製造、代工服務和後端生產。

通過這一系列的計畫，英特爾將把其先進技術帶到歐洲，協助歐盟創建下一歐洲晶片生態系，並滿足全球對更加平衡、有彈性的供應鏈需求。

作為英特爾 IDM 2.0 戰略的一部分，英特爾的計劃將有助於提高生產能力，以滿足對先進半導體不斷增長的需求，為英特爾新一代創新產品提供助力，並滿足代工客戶的需求。

在波蘭 Wroclaw 附近則興建半導體組裝和測試工廠，預計投資 46 億美元，創造約 2,000 個英特爾工作機會，以及數千個間接供應商和臨時工作機會。

波蘭被選為新工廠地點的原因包括其基礎設施、人才、和優良的商業環境。 此建設還能夠與英特爾計劃在德國的先進晶圓廠以及現有位於愛爾蘭的先進晶圓廠密切合作，有助於提高歐洲半導體供應鏈的彈性和成本效率，支持歐盟於 2030 年實現 20%全半導體產能的目標。

先進製程與先進封裝推進　明年重登技術領導地位

英特爾在先進製程技術推進方面，確立4 年 5 個節點計畫（5N4Y）如期進行，預計於 2025 年恢復電晶體性能、功耗的領導地位。

在21日登場的IFS大會上也釋出Intel 18A以後的2025~2027年先進製程新規劃，包括將領先導入High-NA EUV的Intel14A、14A-E，以及升級版Intel 18A-P，還有Intel 3-E、Intel 3-PT。另也最新納入與聯電在12奈米製程合作。

在合作夥伴方面，在IP、EDA等產業已與34家業者合作，Intel 18A與14A的EDA方面就與Cadence、Ansys等結盟，IP業者中包括Arm與台廠M31、晶心科等。

另在先進封裝方面，英特爾在先進封裝技術持續領先業界，以持續延續摩爾定律。除了推動整體系統運算效能的升級，與此同時也盡可能控制功耗在一定的範圍內，避免造成系統設計的散熱問題影響過大，為系統設計帶來額外的負擔與影響。

也基於這樣的原因，業界開始推動 HBM以 TSV（Through-Silicon Via）堆疊多個裸晶，再以矽基板做為基礎，讓堆疊完成的 HBM 與多種不同架構的運算晶片如 CPU、GPU與 FPGA 等互相連結。

英特爾EMIB自 2017 年產品出貨開始，以首款 2.5D 嵌入式橋接解決方案持續引領產業。Sapphire Rapids 是首款量產出貨，具備 EMIB的 Xeon資料中心產品。

這也是業界首款具備 4 個方塊晶片的裝置，提供等同於單一晶片設計的效能。Sapphire Rapids 之後，下一世代的 EMIB 將從 55 微米凸點間距降至 45 微米。

Foveros自2020 年起汲取晶圓級封裝能力優勢，提供首款 3D 堆疊解決方案，Meteor Lake 為 Foveros 在客戶端產品實作的第二世代，具備 36 微米凸點間距，晶片塊橫跨多種製程節點，熱設計功耗從 5 ~ 125 瓦。

Co-EMIB於2022 年開始結合 EMIB 和 Foveros 技術，英特爾推出代號為 Ponte Vecchio的 GPU Mac 系列。Co-EMIB 在 Ponte Vecchio 三個維度上都進行了擴展，上下加入了 11 座橋樑、47 個活動晶片塊、5 種不同的節點和 1000 億個晶體管，是英特爾有史以來製造的最複雜的封裝技術。

責任編輯：陳奭璁