台积电3nm工艺困难已解决，首批量产客户由苹果换成了Intel

尽管Intel重启了IDM2.0战略，但目前的芯片代工还得依赖台积电，最近有消息称台积电的3nm工艺制程已经获得了Intel的订单，量产时间将在明年7月。

据最新消息显示，台积电供应链透露，Intel将领先苹果，率先采用台积电3nm制程生产绘图芯片、服务器处理器。报告中显示，明年Q2开始在台积电18b厂投片，明年7月量产，实际量产时间较原计划提早一年。

之前就有消息称，Intel已经规划了至少两款基于台积电3nm工艺的芯片产品，分别是笔记本CPU和服务器CPU，最快2022年底投入量产。

按照台积电之前的说法，相较于5nm，3nm工艺性能提升10~15%，功耗降低了25~30%。

业界有关Intel找台积电代工的传闻早就存在，Intel之前也没有明确拒绝过代工的方式，提到了外包或者自产的三个选择原则，要全面评估成本、产能及生产弹性等三大因素。

3月份基辛格就任CEO之后，Intel的一大重点确实是提升自己制造先进芯片的比例，为此不惜投资200亿美元建设两座晶圆厂。

不过Intel目前透露的工艺路线图最多延续到7nm、5nm，再往后的自研3nm一直没信息，找台积电代工的可能性是不能排除的。

台积电3nm工艺曾经的困难

在今年1月，有消息称苹果已经成为台积电3nm制程的首批客户，预先承包了台积电3nm制程的初期产能。

作为台积电最大的竞争对手，三星也没闲着。三星预备投入1160亿美元在3nm制程的研发和生产，以期赶超台积电。不过，就形势来看，三星在3nm制程方面仍将落后于台积电至少半年以上。

在技术领先、产能、和订单数量又很充足的情况下，台积电本该迎来营收高峰，然而台积电却遇到了两大难关，主要问题出在3纳米的研发和量产方面。

难关一：研发进度受阻

台积电和三星都在3nm工艺的开发中遇到了困难，原本预定2022年实现3nm量产，也有可能往后推延，由此将影响苹果的产品开发进度。

台积电董事长刘德音透露，为了开发3nm工艺，台积电已经投入了2万亿新台币（折合人民币4620亿元）。但是由于3nm工艺逐渐接近了摩尔定律的极限，开发难度极大，即便台积电的3nm采用了保守的FinFET技术，开发依然不是很顺利。

如果台积电不能在这两年里突破，那未来几年里，手机行业都要使用5nm工艺的芯片了。

难关二：台积电遭遇“用电荒”

如果不是台积电官方公布的数据，很难想象的到台积电对电量的消耗是如此的恐怖。2019年台积电全球能源消耗总量达到143.3亿度，这个数字几乎相当于深圳一年的总用电量。

另外台积电的3nm芯片工厂投产后，耗电量预计每年增加70亿度。如此庞大的耗能，就算将岛内新增用电量的1/3都供给台积电，对于能源匮乏的WW来说，也是压力山大！

台积电计划在2024-2025年间，把3nm芯片产能集中在台南科学园。届时，量产所需的能源消耗导致的“缺电”问题，将成为台积电在3nm制程工艺上的最大威胁。

所以，虽然以台积电的营利支付巨额电费不过九牛一毛，但是很明显此刻台积电面临的这两大难关已经不是钱能解决的了。

台积电3nm工艺进度超前

在2021年2月国际固态电路会议（ISSCC）的开幕演讲中，台积电董事长刘德音以《揭秘创新未来》为主题，谈及许多引领芯片发展的创新技术。

半导体创新是驱动现代科技进步的关键。刘德音认为，半导体制程微缩脚步并未减缓，集成电路的晶体管密度、性能和功耗仍在持续进步，理想情况下，硬件创新应像编写软件代码一样容易。

刘德音不仅透露了台积电先进3nm工艺的研发进度提前，而且讨论了包括EUV、新晶体管、新材料、芯片封装、小芯片、系统架构等一系列通向未来的突破性半导体技术。在这些技术驱动下，芯片工艺节点路线图能保持每两年大约2倍的能效性能提升。

结语

如今，台积电似乎已经解决了技术上和客观上的困难，首批客户也由苹果换成了Intel，预计其3nm工艺和产能将对明年及以后的芯片市场产生不小的影响。

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