台積電盛世背後的迫切危機!台股之王4大挑戰,是滅頂風險也是大成長的機會

2021-04-13 09:10

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「美國必須要保持在境內製造尖端晶片,技術必須領先對手兩個世代以上」,《財訊》報導,報告中指出,透過大規模投資,美國可以擴大國內市場,讓荷蘭ASML或日本的半導體合作廠商,願意為了美國的商機,拒絕將關鍵設備和材料賣到中國。這份報告預測,中國半導體技術發展到14奈米後,就無法再向下推進。

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報告中強調,美國應加大補貼,「南韓、台灣和新加坡,都提供25%到30%的租稅抵減,比美國提供的條件高出一倍。」

但,台積電設下的技術領先障礙,美國要如何超越?報告中提到,關鍵在於,台積電擅長的2D電路線寬微縮的技術,已達物理極限,「這種技術演進得到的邊際效益愈來愈小」。目前台積電必須投入比過去高出數倍的成本,興建巨型晶圓廠,卻只能得到較過去更少的產能。

「當半導體在二維密度達到物理極限後,先進封裝技術將具有極為關鍵的角色」,換句話說,未來比的不只是誰能把電晶體做得更小,而是誰能把更多層晶圓整合在同一顆IC裡。就在這個領域中,英特爾仍有領導地位,在美國,史丹佛大學就曾發表過,將100層晶圓整合在一顆IC裡的計畫。

報告中建議,美國2022年應投資10億美元,進行先進封裝技術研究,5年內投入比過去多一倍的資金,約120億美元,在最新的半導體技術上,如極紫外光(EUV)之後的半導體曝光顯影、3D堆疊、奈米碳管、化合物半導體電晶體製造、自動化IC設計及低溫運算,都是美國未來的發展機會。

不過,《財訊》分析,根據台積電2020年財報,台積電這1年的研究與發展費用就高達37億美元,仍高於報告建議投入的金額,但美國擁有全球頂尖人才,未來競爭勢必更加激烈。

《挑戰2》台灣缺水缺電的難題

台積電未來3年內 用電需求恐倍增

根據Bloomberg Intelligence的報告,台積電在3年內,對電力的需求將倍增,這是因為5奈米和3奈米廠大幅啟用極紫外光EUV設備。報告中估計,當台積電5奈米廠和3奈米廠在2023年底全速運轉時,5奈米廠每小時需耗電720MW(百萬瓦),3奈米廠每小時需耗電880MW,報告中指出,新增加的電力需求,「幾乎是台積電2019年全球用電量的98%」。

根據台積電社會責任報告,2019年台積電全球用電量為143.27億度,這個數字是台北市2019年總用電量91%,按照Bloomberg Intelligence的估計,到2023年台積電較2019年增加接近一個台北市的用電量!雖然台積電大力提高用電效率、採購綠電,但由於EUV是利用接近物理極限的極紫外光為晶圓曝光,能源轉換效率因此只有傳統DUV的1/3,但每小時只能產出150片晶圓,僅傳統設備的一半,因此台積電雖然在台灣到處蓋廠,但新開出的產能片數,其實增加不多。

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