《慢飆股台積電啟示錄》作者闕又上解讀──台積電的公開秘密〈致股東報告書〉

〈2.2.1台積公司卓越表現〉

民國一百零八年，即使面對既有競爭者及新進競爭者的 持續挑戰，台積公司在全球半導體業之積體電路製造服務領域，仍估計以52%市場佔有率持續保持領先地位。

擁有最先進的製程技術是台積公司在專業積體電路製造 服務領域取得強大市場地位的重要關鍵。民國一百零八年，有50%的晶圓營收來自先進製程技術（16奈米及以下更先進製程），高於民國一百零七年的41%。

台積公司提供客戶專業積體電路製造服務領域中最全面 的製程技術，並且持續投資先進及特殊製程技術，以提 供客戶更多附加價值。這是台積公司有別於競爭對手的 差異化競爭優勢。

台積公司於民國一百零八年開發或已提供的製程包括:

邏輯製程技術

• 5奈米鰭式場效電晶體製程（FinField-Effect Transistor FinFET）（N5）技術為台積公司推出的最新技術。此一領先全球的技術於民國一百零八年已接 獲多個客戶產品投片，包含行動通訊以及高效能運算產品，並預計於民國一百零九年上半年開始量產。相較於7奈米FinFET（N7）技術，N5技術速度增快約15%，或者功耗降低約30%。此外，N5技術自規劃開始，便同時針對行動通訊與高效能運算應用提供優化的製程選項。
• 5奈米FinFET強效版（N5P）技術為N5技術的效能強化版技術，並採用相同的設計準則。相較於 N7技術，N5P技術速度增快約20%，或功耗降低約40%。N5P技術的設計套件預計於一百零九年第二季 進行下一階段N5技術更新時推出。
• 6奈米FinFET（N6）技術於民國一百零八年成功完成產品良率驗證。由於 N6 技術採用極紫外光（Extreme Ultraviolet EUV）微影技術，能夠減少光罩數量，因此，如果與N7技術生產相同產品相較，採用N6技術生產可以獲得更高的良率，並縮短產品生產週期。此外，與N7技術相較，N6技術的邏輯電晶體密度提高約18%，加上因光罩總數減少而獲得較高良率，能夠 協助客戶在一片晶圓上，獲得更多可用的晶粒。另外，N6技術的設計法則與N7技術相容，亦可大幅縮短客戶產品設計週期和上市的時間。N6技術於民國一百零九年第一季開始試產，並預計於民國一百零九年底前進入量產。
• N7技術是台積公司量產速度最快的技術之一，並同時針對行動運算應用及高效能運算元件提供優化的製程。總計截至民國一百零八年底共接獲超過 100個客戶產品投片，涵蓋相當廣泛的應用，包含行動裝置、遊戲機、人工智慧、中央處理器、圖形處理器，以及網路連接裝置等。此外，7奈米FinFET強效版（N7+）技術於民國一百零八年開始量產，協助客戶產品大量 進入市場。N7+技術是全球積體電路製造服務領域首 個應用極紫外光於商業運轉的技術。此一技術的成功，除了證明台積公司領先全球的EUV技術量產能力，也為6奈米和更先進技術奠定良好基礎。
• 12奈米FinFET精簡型強效版（12nmFinFET Compact Plus，12FFC+） 技術與16奈米FinFET 精簡型強效版（16nm FinFET Compact Plus，16FFC+）技術係台積公司繼16奈米FinFET強效版（16FF+）技術、16奈米FinFET精簡型（16nm FinFET Compact，16FFC）技術及12奈米FinFET精簡型（12nm FinFET Compact，12FFC）技術之 後，所推出的最新16/12奈米系列技術，擁有積體電路製造服務領域16/14奈米技術中最佳產品效能與功耗優勢，並於民國一百零八年進入試產。16FF+技術係針對高效能產品應用，包括行動裝置、伺服器、繪圖晶片，及加密貨幣等產品。12FFC+、12FFC、16FFC+及16FFC則皆能支援客戶主流及超低功耗（Ultra-Low Power，ULP）產品應用，包括中、低階手機、消費性電子、數位電視、物聯網等。總計目前 12FFC+、12FFC、16FFC+、16FFC、16FF+已接獲超過500個客戶產品投片，其中絕大部分都是第一次投片即生產成功。
• 22奈米超低漏電（Ultra-Low Leakage，ULL）（22ULL）技術於民國一百零八年進入量產，能夠支援物聯網及穿戴式裝置相關產品應用。同時，此一技術的低操作電壓（Low Operating Voltage，Low Vdd）技術也於民國一百零八年準備就緒。與 40奈米超低功耗（Ultra-Low Power，ULP）（40ULP）及55奈米ULP製程相較，22ULL技術提供新的ULL元件、ULL靜態隨機存取記憶體（Static Random Access Memory，SRAM），和低操作電壓技術，能夠大幅降低功耗。
• 22奈米ULP（22ULP）技術發展係根基於台積公司領先業界的28奈米技術，並於民國一百零八開始量產。與28奈米高效能精簡型強效版（28nm High Performance Compact Plus，28HPC+） 技 術相較，22ULP技術擁有晶片面積縮小10%，及效能提升 10% 或功耗降低 20% 的優勢，以滿足影像處理器、數位電視、機上盒、智慧型手機及消費性產品等多種應用。 28HPC+技術截至民國一百零八年底，總計接獲超過300個客戶產品投片。28HPC+技術進一步提升主流智慧型手機、數位電視、儲存、音效處理及系統單晶片等產品應用的效能或降低其功耗。與28奈米高效能精簡型（High Performance Compact）（28HPC） 技術相較，28HPC+技術能夠進一步提升效能約15%或降低漏電約50%。
• 40ULP技術截至民國一百零八年底共接獲超過 100個客戶產品投片。此技術支援多種物聯網及穿戴式裝置相關產品應用，包含無線網路連接產品、穿戴式應用處理器及微控制器（Micro Control Unit，MCU）（Sensor Hub）等。此外，台積公司採用領先的40ULP Low Vdd技術，為物聯網產品及穿戴式聯網產 品提供低功耗的解決方案。新的強化版類比元件順利開發中，將進一步強化 40ULP平台，支援客戶未來更廣泛的類比電路設計。
• 55奈米ULP（55ULP）技術，截至民國一百零八年底共接獲超過70個客戶產品投片。相較於55 奈米低功耗（55LP）技術，55ULP 技術可大幅延長物聯網相關產品的電池使用壽命。此外，55ULP 亦整合了射頻製程與嵌入式快閃記憶體製程，能讓客戶的系統單晶片設計更為簡單。

特殊製程技術

• 16FF+技術自民國一百零六年起已為客戶生產汽車 產業應用產品。16FFC技術基礎矽智財（Foundation IP） 已通過車用電子協會（Automotive Electronic Council，AEC）AEC-Q100 Grade-1 驗證，並且獲得功能性安全標準ISO 26262 ASIL-B認證。此外，也導入TSMC 9000A 品質管理系統來規範車用矽智財，透過和第三方矽智財供應商合作來建立車用設計生態環境。台積公司持續開發更多7奈米車用基礎矽智財，並於民國一百零九年第一季通過AEC-Q100 Grade-2驗證。
• 16FFC射頻（Radio Frequency RF）（16FFC RF）技 術於民國一百零七年上半年領先業界為客戶量產第五代行動通信技術（5G）RF 晶片。此一技術進一步支援 新一代無線區域網路802 11ax （Wireless Local Area Network WLAN 802 11ax）、毫米波（Millimeter Wave Wave，mmWave），以及5G智慧型手機等無線連接應用。台積公司不斷精進16FFC RF技術，不但於民國一百零八年領先全球推出首個截止頻率（Cut-off Frequency，fT） 超過300吉赫茲（GHz） FinFET元件，亦領先全球完成震盪頻率（Maximum Clock Frequency fmax）超過400GHz的最佳FinFET元件的開發。此一高性能且更具成本效益的技術也將被採用來滿足更多的應用，例如雷達、擴增實境/虛擬實境等，以降低晶片功耗及晶片尺寸並支援SoC設計。
• 22ULLRF技術除了支援磁性隨機存取記憶體 （Magnetic Random Access Memory，MRAM）、可變電阻式記憶體（Resistive Random Access Memory，RRAM），及高截止頻率（Cut-off Frequency，fT）元件之外，於民國一百零八年新增支援無線區域網絡功率放大器（Wireless LAN Power Amplifier）元件與極低漏電（Ultra-Low Leakage）元件，進一步支援5G毫米波行動無線通訊和物聯網應用的晶片開發。
• 22ULL嵌入式電阻式隨機存取存儲器（Resistive Random Access Memory，RRAM）技術，於民國 一百零八年開始試產，並預計於民國一百零九年完成矽智財（IP）可靠性認證。此一技術可支援各種不同 應用，例如物聯網微控制器（IoT MCU）及人工智能 （Artificial Intelligence AI）記憶體元件等。
• 22ULL嵌入式磁性隨機存取存儲器（Magnetic Random Access Memory，MRAM）技術矽智財預計於民國一百零九年度完成可靠性認證。此外，16奈米MRAM技術也正在開發，且進展良好。MRAM技術為包括AEC-Q100Grade-1 產品應用在內的高可靠性MCU產品的eFlash替代方案，提供了一個極具競爭力的轉換途徑。
• 28HPC+ RF於民國一百零七年領先積體電路製造服務 領域提供首個RF製程設計套件（Process Design Kit，PDK），支援 110 吉赫茲（GHz）毫米波和150°C車用規格等元件，以支援5G毫米波射頻及車用雷達產 品的設計。民國一百零八年，28HPC+ RF技術新增支 援極低漏電（Ultra-Low Leakage）元件及嵌入式快閃記憶體（Embedded Flash）。客戶5G毫米波射頻及車用雷達產品皆已進入量產。
• 28奈米ULL嵌入式快閃記憶體製程（eFlash）技術，已於民國一百零八年通過 AEC-Q100 Grade-1 可靠性認證。台積公司持續強化此一技術，並預計於民國 一百零九年通過更嚴格的AEC-Q100 Grade-0要求。
• 40ULP嵌入式快閃記憶體製程（eFlash）技術截至民國一百零八年底，總計接獲超過40個客戶產品投片，其中包括微控制器（MCU）、無線通訊微控制器（Wireless MCU），和安全元件（Security Element）。此外，此一技術也提供低操作電壓選擇，為物聯網設備和可穿戴連接設備提供低能耗的解決方案。
• 40ULP 嵌入式RRAM技術的IP於民國一百零八年完 成可靠性認證。此一技術的設計套件和矽智財完全與 互補式金屬氧化物半導體（Complementary Metal Oxide Semiconductor CMOS）邏輯製程相容，其相關應用包括無線通訊微控制器（Wireless MCU）、物聯網裝置，以及穿戴式裝置。
• 持續強化40ULP類比技術平台，包括降低雜訊、改善 匹配（Mismatch），及提供低漏電元件等。完整的設 計技術文件則預計於民國一百零九年完成。此一強化 的 40ULP 類比技術平台與數位邏輯製程完全相容，並可同時支援高精確類比效能、低耗能的類比設計。
• 十二吋 0 13微米雙載子 - 互補式金氧半導體 - 擴散金屬氧化半導體強化版（Bipolar-CMOS-DMOS Plus BCD Plus）技術於民國一百零六年開始生產，晶圓出 貨於民國一百零七年及民國一百零八年皆顯著成長。 相較於前一世代 0 13微米雙載子 - 互補式金氧半導體 - 擴散金屬氧化半導體強化版（Bipolar-CMOS-DMOS BCD）技術，此一新製程技術持續提供更優異的效能及功能強化，以滿足高階智慧型手機的電源管理應用。
• 018微米第三代BCD製程技術於民國一百零七年完 成AEC-Q100 Grade-1驗證，並進一步於民國一百零八年完成AEC-Q100 Grade-0驗證。相較於第二代BCD製程技術，此一製程技術提供更優異的成本競爭優勢。
• 持續強化電源矽基板氮化鎵（Gallium Nitride on Silicon）技術，在650伏特和100伏特兩種平台上，將氮化鎵功率開關與驅動器整合，並持續改善矽基板氮化鎵技術的可靠度，以支援客戶高功率密度及高效率解決方案的晶片設計，滿足多元的產品應用。650伏特和100伏特氮化鎵積體電路技術平台皆預計於民國一百零九年開發完成。
• 矽基板有機發光二極體（Organic light-emitting diode on silicon OLED-on-Silicon）面板技術與傳統玻璃基板有機發光二極體面板技術相較，能夠增 加像素點密度5到10倍，以支援對高品質擴增實境 （Augmented Reality）/ 虛擬實境（Virtual Reality）眼鏡日益增加的需求。台積公司與客戶共同合作，成功同時在八吋及十二吋高壓技術上展示此一技術的可行性，為擴增實境/虛擬實境供應商在工業、醫療，及消費電子多種產品應用的下一世代眼鏡開發上，奠定精實的基礎。
• 有鑑於許多安防監控、汽車、家用，和行動通訊應用 已迅速導入機器視覺（Machine Vision）技術，台積公司提供下一世代全區域曝光式（Global Shutter） 互補式金氧半導體影像感測器（CMOS Image Sensor，CIS）與強化版近紅外光CIS技術，使得機器視覺系統更安全、更小巧，及更省電。
• 台積公司成功採用晶圓級封裝（CSP）技術協助客戶 推出全球尺寸最小的互補金屬氧化物半導體微機電 （Micro-electromechanical Systems）單晶片加速度 計（Accelerometer），其尺寸可小於 1平方釐米。此一尺寸小巧的優勢，能夠協助許多物聯網與穿戴裝置減少體積與重量。

先進封裝技術

• 針對先進行動裝置的應用，成功開發能夠整合7奈米系統單晶片和動態隨機存取記憶體（DRAM）的整合型扇出層疊封裝技術（Integrated Fan-Out Package- on-Package，InFO-PoP），並於民國一百零八年協助數個客戶產品大量進入市場。
• 針對高效能運算的應用，能夠在尺寸達二倍光罩大小的矽基板（Silicon Interposer）上異質整合多顆7奈米系統單晶片與第二代高頻寬記憶體（High Bandwidth Memory 2，HBM2）的CoWoS®技術，於民國一百零八年第三季成功通過驗證。
• 除了CoWoS®技術之外，能夠整合多顆7奈米單晶片的整合型扇出暨封裝基板（InFO on Substrate InFO_ oS）技術於民國一百零八年開始量產。
• 針對先進行動裝置及高效能運算的應用，用於5奈米晶圓覆晶封裝的細小間距陣列銅凸塊（Cu bump）技 術已於民國一百零八年成功通過驗證。針對物聯網及高階智慧型手機產品應用，成功開發適用於物聯網應用的 16 奈米製程的晶圓級封裝（Wafer Level Chip Scale Packaging，WLCSP）技術，並於民國一百零八年協助客戶產品大量進入

〈2.2.4台積公司之市場定位、差異化與策略〉

台積公司的市場定位

台積公司在先進製程技術、特殊製程技術，以及先進封 裝技術的發展上持續領先全球積體電路製造服務領域， 民國一百零八年的市場佔有率為52%。台積公司總體營 收以地區劃分（主要依據客戶營運總部所在地），來自北美市場的營收佔台積公司總體營收的60%、日本與中國大陸以外的亞太市場佔9%、中國大陸市場佔20%、 歐洲、中東及非洲市場佔6%、日本市場佔5%。依據產品平台來區分，智慧型手機佔台積公司總體營收的49%、高效能運算佔30%、物聯網佔8%、車用電子佔4%。此外，消費性電子產品佔5%、其他產品佔4%。

台積公司的差異化優勢

台積公司在業界的領導地位奠基於「先進技術、卓越製造、客戶信任」的三大差異化競爭優勢以及優異的業務策略。

身為技術領導者，台積公司一直以來均是首家推出最新世代技術的專業積體電路製造服務公司同時，台積公司也在較成熟的製程技術取得領先地位，此係因為台積公司將先進技術開發的經驗導入較成熟的特殊製程技術所致。此外，台積公司優異的前段及後段製程整合能力提供功耗、效能以及晶片尺寸最佳化的競爭優勢，並能夠協助客戶快速進入生產。

台積公司領先業界的積體電路製造管理能力已經獲得高度肯定而「開放創新平台」（Open Innovation Platform® Initiative） 以及台積大同盟（TSMC Grand Alliance），則更進一步強化台積公司的領導地位。台積公司的「開放創新平台」加速半導體設計產業與台積公司矽智財夥伴的創新、台積公司自有矽智財的開發、設計實現與可製造性生產的能力，並強化前段製程技術與後段服務。「開放創新平台」是一個完整的設計生態系統，藉由台積公司所開發、支援的協同合作平台，加速供應鏈各方面的創新，因而產生並共享新增的營收與獲利，而台積大同盟則是由台積公司客戶、電子設計自動化（EDA）夥伴、矽智財（IP）夥伴、主要設備及原物料供應商及台積公司所共同組成，是半導體產業中最強而有力的創新動能之一。透過此一嶄新、更高層次的 協同合作，希望能夠協助客戶、聯盟成員及台積公司都能贏得商機並強化競爭優勢。

台積公司自民國七十六年成立以來，始終秉持「絕對不與客戶競爭」的承諾，而這正是客戶信任台積公司的基礎。正因如此，台積公司從未開發或行銷任何一個自有品牌的晶片產品，而是投注公司所有資源成為客戶所信賴的專業積體電路製造服務公司。

台積公司策略

台積公司深信，差異化的競爭優勢將使台積公司更能把 握未來積體電路製造服務領域的成長機會。因應智慧型手機、高效能運算、物聯網及車用電子四個快速成長的主要市場，及客戶需求從以製程技術為中心轉變為以產品應用為中心，台積公司已經分別建構四個對應的技術平台，提供客戶最完備且最具競爭優勢的邏輯製程技術、特殊製程技術、矽智財，以及封裝測試技術，協助客戶縮短晶片設計時程及加速產品上市速度。這四個技 術平台分別為：

智慧型手機平台：

台積公司針對客戶在頂級（Premium） 產品的應用，提供領先的5奈米鰭式場效電晶體（N5）、6奈米鰭式場效電晶體（N6）、7奈米鰭式場效電晶體強效版（N7+），及7奈米鰭式場效電晶體（N7）等邏輯製程技術以及完備的矽智財，更進一步提升晶片效能、降低功耗及晶片尺寸大小。針對客戶在主流產品的應用，則提供領先的12奈米鰭式場效電晶體FinFET精簡型（12FFC）、16奈米鰭式場效電晶體精簡型（16FFC）、28奈米高效能精簡型製程技術（28HPC）、28奈米高效能精簡型強效版製程技術（28HPC+），和22奈米超低功耗（22ULP）等不同邏輯製程選項以及完備的矽智財，滿足客戶對高效能、低功耗晶片產品的需求。此外，不論頂級、高階、中階或低階產品應用，也提供客戶領先業界且最具競爭力的射頻、嵌入式快閃記 憶體、新興記憶體、電源管理、感測器、顯示晶片等特殊製程技術，以及包括領先產業的整合型扇出（InFO） 的多種先進封裝技術。

高效能運算平台：

台積公司提供領先的 N5、N6、N7， 和 12/16 奈米鰭式場效電晶體等邏輯製程技術，以及包 括高速互連技術等完備的矽智財，來滿足客戶對資料高 速運算與傳輸的需求。台積公司也提供涵蓋 CoWoS®、 InFO，和 3D IC 的多種先進封裝技術，能夠完成異質和同質晶片整合，以滿足客戶對運算效能、功耗以及系統設備空間的需求。台積公司將持續優化高性能運算平台，協助客戶贏取由海量數據和應用創新所驅動的市場成長 。

物聯網平台：

台積公司提供領先、完備，且高度整合度的超低功耗（Ultra-Low Power, ULP）技術平台來支持物聯網及穿戴式裝置的產品創新。台積公司領先業界的 55奈米ULP技術、40奈米ULP技術、28奈米ULP技術，以及 22奈米ULP/超低漏電（Ultra-Low Leakage, ULL）技術，已被各種物聯網和可穿戴應用廣泛採用。台積公司更進一步擴展其低操作電壓（Low Operating Voltage, Low Vdd）技術，以滿足極低功耗（Extreme- Low Power）產品應用。同時，為了支援物聯網邊緣計算和無線連網不斷增長的需求，台積公司也提供客戶最具競爭力且最完備的多樣RF射頻、強化版類比元件、嵌入式快閃記憶體、新興記憶體、感測器和顯示晶片等特殊製程技術，以及包括領先的整合型扇出（InFO）技術的多種先進的封裝技術。

車用電子平台：

台積公司提供客戶領先的車用技術，滿足車用電子產業中的三大應用趨勢：更安全、更智慧，和更環保。同時，也領先業界推出堅實的車用矽智財生態系統，從16奈米鰭式場效電晶體製程技術起，擴展到N7及N5，以滿足汽車產業中兩個最需大量運算需求的先進駕駛輔助系統（ADAS）和先進座艙系統（IVI）。除了先進邏輯技術平台外，台積公司亦提供廣泛而且具競爭力的特殊製程技術，包括28奈米嵌入式快閃記憶體，28奈米、22奈米，和16奈米毫米波射頻，高靈敏度的互補式金氧半導體影像感測器（CIS）/光學雷達（LiDAR）感測器和電源管理晶片技術。新興的磁性隨機存取存儲器 （MRAM）正在順利開發中，以滿足汽車 Grade-1 標準的要求。這些技術均符合台積公司基於美國車用電子協會（AEC）AEC-Q100 汽車等級製程規格驗證標準。

 

台積公司將繼續強化其核心競爭力，適切規劃公司長短期技術及業務發展策略，並協助客戶因應電子產品週期快速汰換以及市場上激烈競爭的挑戰，以達成投資報酬率與成長目標。

• 短期業務發展計劃

1. 持續投資擴充產能及研發，以擴大市場及維持先進製程技術的市場佔有率。
2. 開發新客戶及新的應用領域，以維持台積公司在主流技術製程的市場佔有率。
3. 持續強化智慧型手機、高效能運算、物聯網及車用電子技術平台的競爭優勢，以擴展台積公司在這些產品應用的專業積體電路製造服務業務。
4. 進一步拓展台積公司在新興市場及發展中市場的業務與服務。

 

• 長期業務發展計劃

1. 依據摩爾定律，持續向前推進先進製程技術。
2. 進一步發展衍生性半導體製程技術，來增加特殊製程相關應用對營業的貢獻。
3. 提供更多整合服務，涵蓋產品系統整合設計 （System-Level Integration Design）、設計技術定義、設計工具發展、晶圓製造及後段封裝測試，透過最佳化解決方案為客戶提供更高的價值。