臺(tái)積電5nm晶圓預(yù)估價(jià)曝光：接近17000美元

文章轉(zhuǎn)載自:半導(dǎo)體行業(yè)觀察

毫不奇怪，每一種新的制造技術(shù)的出現(xiàn)，都會(huì)讓晶圓變得越來(lái)越昂貴，因?yàn)楣?jié)點(diǎn)往往需要更多的資金。臺(tái)積電新發(fā)的N5（5nm）制造工藝在每片晶圓上顯得特別昂貴，因?yàn)樗切戮A，但其晶體管密度使其特別適合具有高晶體管數(shù)量的芯片。

半導(dǎo)體博客作者RetiredEngineer發(fā)布了一張表格，其中列出了臺(tái)積電在2020年每個(gè)節(jié)點(diǎn)的假想芯片銷售價(jià)格。

該模型基于假想的5nm芯片，該芯片大小為Nvidia P100 GPU（610平方毫米，907億個(gè)晶體管，強(qiáng)度為148.2MTr/mm2）。就每個(gè)圖案化的300毫米晶圓的晶圓代工銷售價(jià)格而言，該模型考慮了諸如CapEx，能耗，折舊，組裝，測(cè)試和封裝成本，晶圓代工營(yíng)業(yè)利潤(rùn)率以及其他一些因素。同時(shí)，每個(gè)芯片的代工廠銷售價(jià)格還包括設(shè)計(jì)成本，但是這個(gè)數(shù)字因公司而異，并且因節(jié)點(diǎn)而異（即，不同公司的610平方毫米的5nm設(shè)計(jì)成本不同，并且610平方毫米芯片的實(shí)現(xiàn)方式也有所不同）由于設(shè)計(jì)規(guī)則和IP的不同，每個(gè)節(jié)點(diǎn)之間也是如此，因此應(yīng)謹(jǐn)慎對(duì)待。

據(jù)估計(jì)，臺(tái)積電使用N5技術(shù)處理的300mm晶圓售價(jià)約為16,988美元。相比之下，這家全球最大的半導(dǎo)體合同制造商對(duì)使用其N7節(jié)點(diǎn)圖案化的300mm晶圓的價(jià)格約為9,346美元，對(duì)于使用16nm或12nm技術(shù)制造的300mm晶圓的價(jià)格為3,984美元。

有許多因素使臺(tái)積電的N5節(jié)點(diǎn)如今使用起來(lái)如此昂貴。首先，臺(tái)積電在幾個(gè)月前開(kāi)始生產(chǎn)5nm芯片，其晶圓廠及其使用的設(shè)備尚未貶值；其次，N5在很大程度上依賴于極紫外光刻技術(shù)的使用，并且最多可以在14層上使用。根據(jù)ASML的說(shuō)法，每月每個(gè)大約45,000個(gè)晶圓的開(kāi)始，一個(gè)EUV層就需要一個(gè)Twinscan NXE步進(jìn)掃描系統(tǒng)。據(jù)信，每個(gè)EUV光刻機(jī)的成本約為1.2億美元，而且這些掃描儀的運(yùn)行成本也相當(dāng)高。鑒于臺(tái)積電的規(guī)模，其N5技術(shù)需要大量此類光刻機(jī)。因此，臺(tái)積電要折舊N5所用的晶圓廠和設(shè)備將花費(fèi)一些時(shí)間。

但是，即使按當(dāng)前成本計(jì)算，由于其高晶體管密度和性能，對(duì)于高度復(fù)雜的芯片制造商來(lái)說(shuō)，使用臺(tái)積電的領(lǐng)先工藝也很有意義。根據(jù)提供的數(shù)字，使用N5制造610平方毫米芯片的成本為238美元，而使用N7生產(chǎn)相同芯片的成本為233美元。在16 / 12nm節(jié)點(diǎn)上，同一處理器將大得多，制造成本為331美元。與N7相比，在N5時(shí)，芯片不僅會(huì)相對(duì)較小（更精確地說(shuō)為610平方毫米），而且在給定功率下運(yùn)行速度也會(huì)快15％，在給定頻率下功耗也會(huì)減少30％。

臺(tái)積電（TSMC）表示，其N5的壽命同時(shí)具有比N7更低的缺陷密度，因此芯片設(shè)計(jì)人員可以預(yù)期，最終基于N5的芯片的產(chǎn)量通常會(huì)高于基于N7的IC。考慮到N5用EUV單圖案替代DUV多圖案的事實(shí)，后者是值得期待的。

在節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行這種比較時(shí)要記住的一件事是，盡管它是基于臺(tái)積電和整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)的數(shù)據(jù)，但臺(tái)灣巨頭從未確認(rèn)過(guò)實(shí)際數(shù)字，因此它們可能不是100％準(zhǔn)確。