臺積電1.6nm：棄High NA曝光 力圖穩中求勝
※如欲轉載本文，請與北美智權報聯絡
林宗輝╱北美智權報 編輯部
臺積電A16製程節點是其首個整合納米片電晶體（nanosheet）以及背面供電技術Super Power Rail的節點，特別適合高性能計算（HPC）及人工智慧（AI）應用，可以認爲是臺積電N2P製程的強化版。而最特別的是，臺積電並沒有爲此製程準備High-NA（高數值孔徑） EUV機臺，而是準備採用現有的EUV設備進行生產，相較之下，包含英特爾與三星等競爭對手都將在類似的製程節點使用High-NA EUV機臺。
英特爾原本計劃在20A（2奈米）製程導入類似的PowerVia技術，但後來決定延後到14A製程才全面採用。三星背後供電技術（BSPDN）也是三星追逐先進製程的殺手鐗。根據先前南韓媒體報導，三星代工部門技術長 Jung Ki-tae Jung 曾宣佈，2027 年將背後供電技術用於 1.4 奈米制程。
臺積電此舉無疑爲英特爾和三星帶來了競爭壓力。雖然英特爾在High-NA EUV技術上搶先一步，但能否趕上臺積電的商業化進度還有待觀察。三星也需要加緊腳步，儘快在先進製程上取得突破，才能維持市場地位。從競爭的角度來看，臺積電選在此時推出A16製程，可說是搶得先機，進一步鞏固了技術優勢。
技術創新與成本考量，臺積電權衡之道
除了A16，臺積電也正在積極開發下一代的A14製程，目標是要再度提高速度、降低功耗、增加密度並控制成本。臺積電在2023年的年報中提到，A14製程的開發已經有了良好的進展，未來會持續探索新一代的極紫外光（EUV）曝光技術，持續推動摩爾定律（Moore's Law）。
值得注意的是，英特爾已經開始採用ASML的High-NA EUV曝光設備，並打算在18A製程探索如何有效運用，再於14A製程全面採用。相比之下，臺積電則表示A16製程並不需要這項新技術，同時也暗示他們有信心在不增加曝光復雜度的情況下，將現有EUV曝光設備的解析度推進到1.3奈米以下。
事實上，去年臺積電就成功地透過調整光阻材料、光罩製程等方式，在提升先進製程的臨界尺寸與圖形精度的同時，還降低了缺陷密度。展望未來，臺積電還計劃開發新的光罩材料與製程，以支援A14以下的先進製程。考慮到High-NA EUV設備成本高昂，一臺售價將繼4億美元，在現有Low-NA EUV設備尚有最佳化空間的情況下，臺積電選擇審慎評估投資時機，無疑有助於控制成本，提高性價比。
雖有部分分析機構質疑，臺積電在High-NA EUV技術上的觀望，可能會讓他們在未來的競爭中處於劣勢。要知道，英特爾、三星無不積極導入該項技術，力求在更先進的製程節點上搶佔先機。但考慮到臺積電一向標榜是在穩定中求進步，不像其競爭者往往爲了搶得鎂光燈而紙面量產，但實際上往往都不可用，導致客戶的信任危機，甚至因而失去訂單，業界普遍對臺積電仍抱持更大希望。
供應鏈新挑戰與潛在市場風險
對於上游供應鏈來說，臺積電、英特爾、三星之間的競爭將進一步刺激對EUV曝光設備的需求，尤其是獨家供應商ASML。不過考慮到High-NA EUV設備的產能有限，如何在三大晶圓代工龍頭之間分配，勢必成爲一大挑戰。ASML需要在滿足客戶需求和維持自身獲利之間取得平衡，這對其經營策略和產能規劃都提出了更高的要求。有分析師指出，ASML可能需要在未來幾年內大幅擴充High-NA EUV設備的產能，以滿足客戶日益增長的需求。但這也意味着ASML必須承擔更高的資本支出和技術風險。
儘管外界普遍看好臺積電1.6奈米制程的前景，但我們也不能忽視潛在的市場風險。首先，背面電源技術在量產時可能面臨良率、成本等方面的挑戰，能否順利克服還有待觀察。再者，AI晶片的需求能否如預期般強勁，也存在一定的不確定性。倘若需求不如預期，可能會影響臺積電的營收表現和投資回報率。
此外，地緣政治的變數也需要關注。由於美中競爭加劇，臺積電在美國亞利桑那州設廠的進度將可能受到更大壓力，而中國方面則積極發展自主半導體產業，甚至在沒有EUV設備的狀況下發展先進製程，試圖擺脫對臺積電的依賴，這對臺積電的市場佔有率構成一定威脅。
臺積電的未來之路：機遇與挑戰並存
臺積電1.6奈米制程的推出，無疑將在半導體產業掀起新的競爭浪潮。儘管臺積電在先進製程技術上保持領先，但英特爾、三星等對手也絕非省油的燈。未來幾年，先進製程的競賽只會越發激烈，誰能在技術創新、成本控制、客戶服務等方面佔得先機，誰就能在市場上取得優勢地位。
對臺積電而言，1.6奈米制程只是起點，而非終點。隨着摩爾定律的推進，半導體技術將不斷突破物理極限，這對製程工藝的創新提出了更高的要求。與此同時，隨着半導體產業的戰略地位日益凸顯，地緣政治的影響也將越來越大。臺積電必須在技術、市場、政治等多個維度上保持敏銳的嗅覺，及時調整策略，才能在變局中立於不敗之地。
也因此，爲了穩中求勝，臺積電1.6奈米制程可能複製過去前進7nm的過程，以更低成本的量產技術過渡，一方面降低量產困難度，一方面也要爭取客戶的支持，隨後再引入新曝光技術以進一步降低成本，相較於競爭對手爲了急於跨過技術門檻而採用更高成本的解決方案，臺積電的策略可說是更爲四平八穩。
臺積電經過多年的經驗累積，已然成長爲全球最大的晶圓代工廠，但這絕非終點，而是新的起點。站在下一個十年的起跑線上，面對各類以AI爲主軸的新興半導體應用需求的不斷勃發，臺積電將如何繼續引領半導體產業的發展，我們拭目以待。
MIT Techreview 中文版研究經理
財訊雙週刊撰述委員
美國波士頓Arthur wood 投資顧問公司分析師
延伸閱讀&電子報訂閱連結：
【詳細內容請見《北美智權報》356期；歡迎訂閱《北美智權報》電子報】