台積電釋出未來戰略路線圖

在本文中，戈登就台積電未來的發展方向提出了一系列前瞻性問題。

台積電成立於 1987 年，開創了純晶圓代工模式，並由此成長為全球領先的專業半導體制造合作伙伴。

近期，我們就台積電的下一步規劃提出了多項問題。儘管台積電發言人拒絕回應其中不少內容，但其所給出的部分回答，依然為我們理解半導體技術及整個產業的未來走向提供了寶貴線索。

戈登·費勒： 在向 2nm 以下製程技術邁進的過程中，台積電預計將面臨哪些突破或挑戰？

台積電： 在 2nm 製程節點上，我們引入的最重要創新是奈米片電晶體架構，也被稱為環繞柵極（GAA）電晶體。這是一項具有里程碑意義的進展，因為這是我們歷史上第二次採用全新的電晶體結構，也是自 2014 年在 16nm 節點從平面電晶體轉向 FinFET 以來的首次重大結構變革。

在克服多年的技術挑戰之後，台積電正按計劃於今年年底前實現 2nm 製程的量產。

在 A16（1.6nm 級）節點上，我們還將推出另一項關鍵創新——超強電源軌（Super Power Rail），即我們的背面供電技術。該架構將正面佈線資源集中用於訊號傳輸，並將電源佈線移至背面，從而同時提升邏輯密度與效能表現。

這一結構使 A16 特別適用於對訊號佈線複雜度和供電密度要求極高的高效能運算應用場景。

GF： 在量子器件、矽光子學或替代材料（如二維材料、奈米片場效應電晶體）等長期技術方向中，哪些最有可能影響台積電在 2nm 之後的戰略佈局？

台積電： 台積電始終致力於將電晶體微縮推向極限，但這並不是提升電子系統效能與功能的唯一途徑。

我們正在探索多種技術路徑，包括通過 3D IC 實現系統級效能提升、設計與製程的協同最佳化，以及創新材料的應用。

在電晶體微縮方面，我們已在互補場效應電晶體（CFET）研究上取得顯著進展。CFET 的電晶體並非位於同一平面，而是採用垂直堆疊結構。此外，我們也對僅有分子級厚度的二維材料，以及碳奈米管等一維材料展開了大量研究。

儘管這些材料目前仍處於研究階段，尚未納入我們的正式開發路線圖，但它們在應對未來電晶體微縮挑戰方面展現出巨大潛力。

在電晶體之外，我們的許多研究重點放在系統級效能上，包括晶片在系統內部的互連方式，以及它們如何與更大規模的平臺協同工作。這其中涵蓋了矽光子學技術，以及在多晶片集成於同一封裝時所面臨的散熱與電源管理問題。

由於人工智慧對處理器高速訪問海量資料的需求極高，我們在先進封裝領域的諸多創新，正是圍繞著構建能夠整合更多記憶體與算力的大規模系統展開的。

目前，我們已經提供晶圓級系統技術，即將整套系統整合在一片 12 英寸晶圓大小的載體上，其計算能力可媲美資料中心伺服器機架，甚至整臺伺服器。同時，我們也在超越晶圓尺寸的限制，探索更大規模的面板級系統形態。

GF： 在美國、日本和歐洲持續推進晶圓廠擴張的背景下，面對資本密集度上升以及臺灣以外地區學習曲線收益率較低的預期，台積電如何評估其全球佈局的長期回報？

台積電： 關於良率學習曲線，正如我們董事長兼執行長魏哲家博士在投資者會議上所提到的，台積電位於亞利桑那州的首座晶圓廠已於 2024 年第四季度採用 N4 製程進入量產階段，其良率水平已與臺灣晶圓廠相當。

隨著時間推移，我們將持續利用亞利桑那廠區不斷擴大的規模，並通過運營最佳化來降低成本。隨著規模效應的釋放，該晶圓廠將帶來更顯著的規模經濟，並有助於在美國構建更完善的半導體供應鏈生態體系。我們也將繼續與客戶及供應商緊密合作，共同應對由此產生的影響。

至於歐洲和日本的晶圓廠，它們主要是為當地產業的關鍵技術需求而設計，規模將小於我們在亞利桑那州的佈局。但即便如此，我們仍有信心充分運用在臺灣及海外積累的經驗，確保專案順利推進。

GF： 針對人工智慧加速所推動的全球半導體需求，台積電正在構建哪些情景模型？這些情景將如何影響未來幾十年的產能規劃與資本支出紀律？

台積電： 我們預計，人工智慧相關需求將持續保持強勁增長，並將繼續圍繞這一長期、需求驅動的趨勢進行投資。同時，我們也會始終聚焦於業務基本面，包括技術領先、卓越製造能力以及客戶信任，從而進一步鞏固我們的競爭優勢。

總體而言，我們的年度資本支出規劃是基於未來數年的增長預期制定的。儘管行業在短期記憶體在週期性波動，但只要長期結構性需求和未來機遇依然存在，我們就會持續投入。

我們始終堅持以長期市場需求預測為基礎，執行審慎而有紀律的資本支出與產能規劃策略。