文章轉載自:半導體行業觀察

毫不奇怪，每一種新的制造技術的出現，都會讓晶圓變得越來越昂貴，因為節點往往需要更多的資金。臺積電新發的N5（5nm）制造工藝在每片晶圓上顯得特別昂貴，因為它是新晶圓，但其晶體管密度使其特別適合具有高晶體管數量的芯片。

半導體博客作者RetiredEngineer發布了一張表格，其中列出了臺積電在2020年每個節點的假想芯片銷售價格。

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，907億個晶體管，強度為148.2MTr/mm2）。就每個圖案化的300毫米晶圓的晶圓代工銷售價格而言，該模型考慮了諸如CapEx，能耗，折舊，組裝，測試和封裝成本，晶圓代工營業利潤率以及其他一些因素。同時，每個芯片的代工廠銷售價格還包括設計成本，但是這個數字因公司而異，并且因節點而異（即，不同公司的610平方毫米的5nm設計成本不同，并且610平方毫米芯片的實現方式也有所不同）由于設計規則和IP的不同，每個節點之間也是如此，因此應謹慎對待。

據估計，臺積電使用N5技術處理的300mm晶圓售價約為16,988美元。相比之下，這家全球最大的半導體合同制造商對使用其N7節點圖案化的300mm晶圓的價格約為9,346美元，對于使用16nm或12nm技術制造的300mm晶圓的價格為3,984美元。

有許多因素使臺積電的N5節點如今使用起來如此昂貴。首先，臺積電在幾個月前開始生產5nm芯片，其晶圓廠及其使用的設備尚未貶值；其次，N5在很大程度上依賴于極紫外光刻技術的使用，并且最多可以在14層上使用。根據ASML的說法，每月每個大約45,000個晶圓的開始，一個EUV層就需要一個Twinscan NXE步進掃描系統。據信，每個EUV光刻機的成本約為1.2億美元，而且這些掃描儀的運行成本也相當高。鑒于臺積電的規模，其N5技術需要大量此類光刻機。因此，臺積電要折舊N5所用的晶圓廠和設備將花費一些時間。

但是，即使按當前成本計算，由于其高晶體管密度和性能，對于高度復雜的芯片制造商來說，使用臺積電的領先工藝也很有意義。根據提供的數字，使用N5制造610平方毫米芯片的成本為238美元，而使用N7生產相同芯片的成本為233美元。在16 / 12nm節點上，同一處理器將大得多，制造成本為331美元。與N7相比，在N5時，芯片不僅會相對較小（更精確地說為610平方毫米），而且在給定功率下運行速度也會快15％，在給定頻率下功耗也會減少30％。

臺積電（TSMC）表示，其N5的壽命同時具有比N7更低的缺陷密度，因此芯片設計人員可以預期，最終基于N5的芯片的產量通常會高于基于N7的IC。考慮到N5用EUV單圖案替代DUV多圖案的事實，后者是值得期待的。

在節點之間進行這種比較時要記住的一件事是，盡管它是基于臺積電和整個半導體行業的數據，但臺灣巨頭從未確認過實際數字，因此它們可能不是100％準確。