臺積電：看好中國市場，介紹制造經(jīng)驗(yàn)

　　在2017年11月的ICCAD(中國集成電路設(shè)計(jì)年會)期間，臺積電(TSMC)中國業(yè)務(wù)發(fā)展負(fù)責(zé)人、臺積電南京總經(jīng)理羅鎮(zhèn)球先生向電子產(chǎn)品世界等媒體介紹了對電子市場、芯片設(shè)計(jì)及芯片代工廠(foundry)建廠的觀察和經(jīng)驗(yàn)。

　　臺積電中國業(yè)務(wù)發(fā)展負(fù)責(zé)人、臺積電南京總經(jīng)理羅鎮(zhèn)球

　　業(yè)界熱門話題

　　問：依您看，2018年中國哪些領(lǐng)域最熱?

　　答：IoT(物聯(lián)網(wǎng))、汽車電子、安防、AI(人工智能)等，這些領(lǐng)域是中國與其他國家和地區(qū)同時起跑，甚至還占有一些優(yōu)勢，因?yàn)橹袊袕V闊的市場和眾多的人口，例如中國有最大的汽車電子市場，而IoT的應(yīng)用也是和人口基數(shù)有關(guān)的，而像安防，中國已經(jīng)出現(xiàn)了不少世界一流的公司以及世界領(lǐng)先的產(chǎn)品。IC研發(fā)不是一兩年就會有結(jié)果的，中國半導(dǎo)體行業(yè)十幾年的技術(shù)累積正在慢慢釋放出來，由于這些領(lǐng)域中國跟世界一起起跑，三五年后應(yīng)該會有不同的結(jié)果。

　　問：國內(nèi)IC設(shè)計(jì)業(yè)很熱，甚至一些整機(jī)企業(yè)也開始做IC設(shè)計(jì)，您覺得如何才能做好IC?

　　答：的確，現(xiàn)在華為、小米等手機(jī)企業(yè)也在做IC，聯(lián)想也在做，他們的特點(diǎn)是本身都有對IC的需要，只是看能不能善做IC。如果系統(tǒng)公司研發(fā)IC的初衷是打造差異化，再加上系統(tǒng)公司自身的體量，會有更高的機(jī)會獲得成功。

　　問：國內(nèi)掀起了蓋廠熱，您對同業(yè)有何建議?

　　答：目前在中國蓋廠風(fēng)起云涌，在20年前的臺灣也是如此。 當(dāng)然，在中國因?yàn)橛姓鲗?dǎo)，狀況會好很多。但是晶圓廠不同于普通的工廠，只要有錢，建個普通廠房、買機(jī)器就能蓋起來，難的是做什么工藝以及客戶在哪兒。TSMC在南京蓋廠，還沒有施工的時候，相應(yīng)的線路圖都先設(shè)計(jì)完了，因?yàn)樽鯥C廠要用化學(xué)材料、電、水、氣體等，不同工藝的需求都不一樣，氣體怎么走，廢水怎么排出去等等，都要事先搞清楚，所以蓋晶圓廠要先明確做什么工藝。而客戶決定了未來的營收，只有這兩個方面都考慮到了才能更高效地保證晶圓廠的投資回報(bào)率。

　　最后，希望行業(yè)中的每個人要有企業(yè)家的精神，做一件事情就要專注，不要浮躁，專注本業(yè)，該做什么就只做什么，這樣才能做好，并且做強(qiáng)做實(shí)。在投入資金，投入人力，投入物力的時候要搞清楚做什么產(chǎn)品，要做什么工藝，要做什么區(qū)分，下一步要干什么，要賣給誰，不能隨便幾十億美元就砸下去，這是我對國內(nèi)同業(yè)的一些建議。

　　問：臺積電的下一步戰(zhàn)略是什么?

　　答：TSMC在中國，大軍未動，糧草先行。一家工廠的糧草就是訂單。我們?yōu)槭裁磿谀暇┥w廠?是因?yàn)橹袊呻娐吩O(shè)計(jì)走到這一步了，現(xiàn)在我們在中國正在進(jìn)行的16 nm、12 nm的項(xiàng)目就超過20個, 當(dāng)然我們就要有基地服務(wù)這些客戶，而在中國本地提供服務(wù)是最有效率的。

　　從一個商業(yè)公司的角度而言，投資要有投資回報(bào)率，要有客戶的訂單，也就是市場有需求。我們提供好的產(chǎn)品給中國的設(shè)計(jì)公司，中國的設(shè)計(jì)公司用它做成非常有競爭力符合市場需求的產(chǎn)品，自然而然地，客戶跟我們、跟整個中國半導(dǎo)體業(yè)就有了下一步。

　　如何做好制造、建廠

　　問：怎樣做好制造?

　　答：有三個重要方面，第一，技術(shù)領(lǐng)先，第二，卓越制造，第三，客戶服務(wù)。

　　技術(shù)上，我們正在開發(fā)5 nm制程，預(yù)計(jì)2019年第2季度開始批量生產(chǎn)N5;7 nm(N7)已具備風(fēng)險(xiǎn)量產(chǎn)條件;10 nm(N10)在2017年第3季度已經(jīng)貢獻(xiàn)了8.8%的營收。我們還關(guān)注兩件事：一個是未來的發(fā)展， EUV(極深紫外光刻)便是發(fā)展之一，這讓我們不僅僅能做到5 nm，還可以繼續(xù)往前走。二是由于摩爾定律的限制(筆者理解：由于半導(dǎo)體微縮工藝尺寸逼近極限，影響了摩爾定律所指出的晶體管密度不斷提高的預(yù)言)，為了使IC(集成電路)的集成度更高，我們推出了CoWoS(Chip-on-wafer-on-substrate)和InFo(集成扇出型)等先進(jìn)封裝技術(shù)。

　　具體地看，N10于2017年已批量生產(chǎn)并貢獻(xiàn)營收，這樣的進(jìn)度比臺積電上一代制程更快，這也是我們臺積電公司的自我要求。

　　而在質(zhì)量方面，臺積電N7、N10發(fā)展都非常好，未來將有12個產(chǎn)品上市。

　　N7之外，我們又規(guī)劃了N7+，可以提速10%或降低功耗5%、或達(dá)到1.2倍的邏輯密度。N7+有幾個重要的層(layer)會用到EUV機(jī)器。為什么要用EUV?主要有兩個方面的考量：EUV能夠節(jié)省成本，并且可以縮短生產(chǎn)時間，下圖的上下部分就是用傳統(tǒng)的193i光罩(mask，也稱掩膜)及反轉(zhuǎn)式的工藝與EUV的差異。不過EUV仍面臨挑戰(zhàn)，光阻膠、燈泡的耗電量、生產(chǎn)率等都有提升空間。

　　所以我們現(xiàn)在可以看到，EUV確實(shí)可以量產(chǎn)，我們在N7+可以用，在N5會全部采用。

　　在后端工廠方面，由于用先進(jìn)封裝來解決IC的密度提升，投資回報(bào)率會比較好，因此臺積電持續(xù)對先進(jìn)封裝及測試的研發(fā)和產(chǎn)能投入，提供bump(凸塊)、測試、CoWoS、InFO封裝等，并可通過外包完成其他封裝選項(xiàng)。目前臺積公司有四家工廠在做先進(jìn)封測。

　　問：看起來，臺積電建封裝廠，是要和專業(yè)封裝廠競爭?

　　答：臺積電不做大型常規(guī)封裝，只做先導(dǎo)開發(fā)的部分。例如把存儲器堆疊七八層，再加上邏輯芯片、模擬芯片、傳感器芯片等，最終集合在一片芯片上。

　　實(shí)際上，這種技術(shù)臺積電已經(jīng)批量生產(chǎn)兩年了。我們是從平面化開始，現(xiàn)在已經(jīng)將整個封裝三維立體化。

　　由此來看，從廣義角度，摩爾定律是持續(xù)推進(jìn)的，但不是看面積，而是體積密度的提升，所采取的重要方法就是先進(jìn)封裝，如CoWoS、InFO等。

　　問：如何保證技術(shù)的持續(xù)更新?

　　答：要專注本業(yè)，做實(shí)做強(qiáng)。

　　例如投資方面，foundry(代工廠)最重要的一個方面是資本支出。臺積電每年投資約百億美元，這基本上就是臺積電每年賺到的利潤。即臺積電所有賺到的錢，沒拿去做非主業(yè)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)，而是就在這個行業(yè)持續(xù)地往前推進(jìn)，持續(xù)地服務(wù)客戶，讓客戶沒有任何產(chǎn)能上的顧慮，可以放心大膽地把產(chǎn)品做好、做強(qiáng)。讓客戶產(chǎn)品快速上市上量, 在全球瞬息萬變的市場環(huán)境下，獲得成功并保持競爭優(yōu)勢，這是臺積電對全球客戶的承諾。

　　另一個例子是我們有最大的邏輯產(chǎn)能，這里特別強(qiáng)調(diào)是邏輯的產(chǎn)能，我們強(qiáng)調(diào)我們是只做邏輯的，不做存儲器等。臺積電工廠的產(chǎn)能規(guī)劃是每個廠生產(chǎn)超過10萬片/月，甚至超過20萬片/月，因?yàn)檫@對我們來講是最有經(jīng)營效率的。

　　另外，我們強(qiáng)調(diào)要把投資回報(bào)率經(jīng)營好，所以我們不會輕易投廠。我們進(jìn)入一個地方，就會在這個地方好好扎根，把產(chǎn)業(yè)鏈建起來，把客戶服務(wù)好，這就是臺積電的風(fēng)格。

　　我們2016年總共有249種工藝，449個批量生產(chǎn)的客戶，可以生產(chǎn)超過9,275種不同的產(chǎn)品，這是我們大規(guī)模、多樣性、高彈性的卓越制造能力。

　　問：您也負(fù)責(zé)南京公司，南京工廠建廠有何經(jīng)驗(yàn)?

　　答：我們在進(jìn)入南京公司之前做的評估是非常巨量的，而且花費(fèi)了很長時間。

　　另外，我們不僅僅在生產(chǎn)制造方面追求卓越，在蓋廠方面也同樣追求卓越。我們有一個臺積電獨(dú)創(chuàng)的5D系統(tǒng)，一般蓋房子是3維空間構(gòu)建，而臺積電在做設(shè)計(jì)的時候，把時間維度也放上去了(注：因?yàn)槭┕r在不同時段有不同的承包商，需要實(shí)時協(xié)作)，然后把放在那里的材料、質(zhì)量、規(guī)格等以智能單元庫的維度也放進(jìn)去了。這些都放上去之后(如下圖)，可以讓他們互相協(xié)調(diào)好先做哪一個，后做哪一個，可以同時有20個設(shè)計(jì)商進(jìn)去施工，而且不會發(fā)生設(shè)計(jì)沖突或重復(fù)作業(yè)。

　　愿每個人都有企業(yè)家的精神

　　問：您認(rèn)為保證中國半導(dǎo)體業(yè)取得持續(xù)發(fā)展，最需要解決或目前欠缺的是什么?

　　答： 我覺得中國有政府資金的支持，有龐大的人口，又有很有活力的從業(yè)者，該具備的資源都看得到。最后，希望行業(yè)中的每個人要有企業(yè)家的精神，做一件事情就要專注，不要浮躁，專注本業(yè)，該做什么就只做什么，這樣才能做好，并且做強(qiáng)做實(shí)。