台积电先进制程：加速赴美，10座工厂同时开建

美国商务部日前拍板补助台积电亚利桑那州厂（TSMC Arizona）66亿美元设立三座晶圆厂，并依据完工情况支付补助金。其中，TSMC Arizona第三厂（Fab 3）规划先进制程除2纳米外，A16纳米片（Nanosheet）制程赫然在列。

TSMC Arizona总投资规模上看650亿美元（约新台币2.11兆元），第一座4纳米晶圆厂2025年上半年开始生产，第二座2纳米制程晶圆厂，将采下一世代奈米片电晶体结构技术，预计2028年量产。第三座晶圆厂将在21世纪20年代底采用2纳米或更先进制程技术生产。

台积电董事长暨总裁魏哲家在美商务部新闻稿中，首度以Accelerate（加速）说明美国布局，迈入美国《芯片与科学法》（CHIPS and Science Act）这个阶段，对强化美国半导体生态系统是很关键的一步，此次协议签署将助力我们发展在美国境内最先进半导体制造技术。

台积电表示，TSMC Arizona位处美国境内（Onshoring）半导体制造最前线，对提升美国竞争力和其在5G/6G及AI时代的领导地位，是至关重要的角色。

「美国制造」成显学，业界认为补助一出，将全速推进美国最先进半导体制程发展。

台积电A16被视为强化版2纳米，惟加入超级电轨（Super Power Rail）全新晶体管架构，意谓又一关键技术将复制到美国厂。

从台积电迭代制程演进观察，4/5纳米制程2020年量产，与明年美国第一厂量产间隔五年；若第二厂开始包含2纳米米，预定2028年量产，与表定台湾2025年量产仅间隔三年，追赶时间差缩短，A16拟2026年量产，将投放美国厂，但台湾届时应已推进至A14，最先进仍留台湾。

知情人士透露，到年底美商务部至少向台积电发放10亿美元，更严格的监管也随之而来。美商务部文件载明，台积电除非特殊情况，否则五年内不得回购股票；如果专案获利情况超过预期，申请人需在达到约定的门槛后向政府返还一定比例资金，相当于领取分红。该部分指子公司TSMC Arizona，估计对母公司影响不大。

地缘政治议题延烧，台积电冲刺全球布局，2025年包含在建与新建厂案，海内外盖厂总数冲十个，不仅是公司历来头一遭，更写下全球半导体业同时推进十个厂建置的新纪录，并推升公司明年资本支出恢复高年成长走势。

法人估，台积电2025年资本支出可望达340亿美元至380亿美元（约新台币1.1兆元至1.2兆元），挑战历史新高。对于2025年资本支出相关议题，台积电公关处回应，公司尚未公布2025年资本支出规划，有关资本支出说明，请以公司公开资讯为主。至于2024年资本支出则以10月法说会中的说明为主。

业界盘点，台积电2025年全球新建与持续建设厂区高达十个。其中，台湾在建与新建厂有七个，为最大宗，涵盖先进制程晶圆厂与先进封装厂。

台湾七个在建与新建厂包括新竹与高雄为2奈米量产基地持续推进，两地各有两座，共计四个厂。先进封装方面，包含购自群创南科厂定名为AP8的厂区、中科持续扩产CoWoS，以及嘉义先进封装CoWoS与SoIC投资，合计三个厂。

海外方面，2025年将同步推进美、日、欧三地建厂，包含官方已预告日本熊本二厂兴建工程计画于2025年第1季开始，目标2027年量产；美国晶圆21厂第二座厂，以及德国德勒斯登特殊制程新厂持续推进建设等。

数据显示，台积电2022年至2023年平均每年盖五个厂；2024年预计盖七个厂，包含三个晶圆厂、两个封装厂，以及海外两个厂。2025年在建与新建厂案，海内外盖厂总数冲十个，将是破纪录头一遭，也是全球半导体业界首见。

台积电先前在年度技术论坛上提到，海内外产能扩充等相关布局，都是为了满足与支持客户所需。

由于2025年共有在建与新建十个厂同时进行，也让台积电2025年资本支出看增。台积电资本支出历史新高落在2022年，当时以362.9亿美元改写纪录。

台积电对 EUV 和High NA EUV 技术的投资有望塑造半导体制造的未来。这些巨额投资将使生产功能越来越强大、效率越来越高的芯片，以用于广泛的应用。

据《韩国商业》报道，台积电预计将于 2024 年 9 月从荷兰制造商 ASML获得其首台高数值孔径 (high-NA) 极紫外 (EUV) 光刻系统“EXE:5000”。尽管媒体对确切交付日期的报道各不相同——有些报道暗示将于今年年底在台积电的新竹研发中心安装——但确切的时间表并不像更广泛的影响那么重要。

关键点在于台积电对这项尖端技术的立场不断演变。该公司最初持谨慎态度，现在已全面采用高数值孔径 EUV 光刻技术，以在竞争激烈的芯片行业中保持领先地位，而该行业对面向 AI 的超精细工艺的需求正在迅速增长。

采用高数值孔径 EUV 扫描仪对于台积电开发 2 纳米以下工艺至关重要。这些先进系统将数值孔径从 0.33 提高到 0.55，从而实现更高的分辨率和更精确的半导体晶圆图案化。

台积电计划将High NA EUV扫描仪纳入其1.4nm（A14）工艺，该工艺预计于2027年投入量产。

然而，这些先进的光刻系统不会立即投入使用。在将它们集成到大批量生产之前，还需要进行严格的测试、微调和工艺优化。

等到这些系统全面投入运营时，台积电预计将发展到 A10 节点，这意味着其技术能力将比目前提升几代。这一时间表与台积电推进芯片制造工艺的更广泛路线图相一致。

在台积电 2024 年第三季度财报电话会议上，首席财务官黄文德尔概述了公司的节点开发计划。他表示：“我们将在 2026 年推出 N2。推出 N2 也会有一些准备成本。随着我们迁移每个领先节点，越来越先进，这种准备成本将变得越来越大。”

每台High NA EUV 系统的价格约为 3.84 亿美元。尽管如此，台积电在High NA EUV 方面的技术领先地位预计将吸引更多寻求尖端芯片制造能力的知名客户。这可能会进一步拉大台积电与其竞争对手之间的差距，尤其是三星电子，后者需要在获得High NA EUV 设备方面迎头赶上。

台积电已经凭借当前的 EUV 技术建立了坚实的基础。该公司在 EUV 方面的征程始于 2019 年，当时推出了 N7+ 工艺，标志着业界首个商业 EUV 光刻工艺。此后，台积电迅速扩展了其 EUV 能力，2019 年至 2023 年间 EUV 系统数量增长了 10 倍。

该公司目前占据全球 EUV 安装基数的 56%。这家晶圆代工巨头继续在后续工艺中利用 EUV，包括 N5 和 N3。

业内估计，台积电在 2019 年推出 N7+ 工艺时运营着约 10 台 EUV 系统。台积电在 2022 年收购了 84 台 EUV 系统，2023 年则将收购 100 多台。

台积电采用 EUV 的方法是系统化的，并以客户为中心。该公司会根据新技术创新的成熟度、成本和潜在的客户利益，仔细评估这些创新，然后再将其整合到量产中。该公司告诉The Register：“台积电计划首先引进High NA EUV 扫描仪进行研发，以开发客户所需的相关基础设施和图案化解决方案，从而推动创新。”