作為全球最大的晶圓代工廠，臺積電一直在製程研發上投入了巨大的精力。比如目前已經正式投產的7nm製程，預計下半年開始量產的5nm製程以及明年試產的3nm製程，而之後的製程將會是2nm。那麼，臺積電目前主要製程是有哪些？2nm製程已經達到了怎樣的水平了呢？疫情對於臺積電影響有多大?
一、臺積電第一季度財報
臺積電一季度收入為103.1億美元，同比增長45.2%，較上一季度下降0.8%。相較於去年同期，2020年第一季度收入同比增長42.0%，而淨收入和稀釋後的每股收益均增長90.6%。對比2019年第四季度，該季度收入則環比下降2.1%，淨收入增長0.8%。綜合來看，該季度毛利率達到51.8%，營業利潤率為41.4%，淨利潤率為37.7%。
從製程結構來看，臺積電28nm及以下製程營收佔比為69.5%，其中7nm佔比達35%，16nm佔比為19%，28nm佔比為14%。
從應用端看，智能手機佔比為49%，高性能計算佔30%，物聯網、汽車、消費電子等各佔9%、4%、5%和3%。智能手機、汽車和其他業務的營收同比分別下降了9%、1%和5%，HPC、物聯網和消費電子的營收分別增長了3%、8%和44%。
二、臺積電目前主要製程
擁有最先進的製程技術是臺積電在專業集成電路製造服務領域取得強大市場地位的重要關鍵。
2019年，有50% 的晶圓營收來自先進製程技術(16 納米及以下更先進製程)，高於2018年的41%。臺積電提供客戶專業集成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。這是臺積電有別於競爭對手的差異化競爭優勢。
邏輯製程技術
● 5納米鰭式場效電晶體制程(Fin Field-Effect Transistor, FinFET)(N5)技術為臺積公司推出的最新技術。此一領先全球的技術於2019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2020年上半年開始量產。
相較於7納米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納米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2019年第二季進行下一階段 N5 技術更新時推出。
● 6納米FinFET(N6)技術於2019年成功完成產品良率驗證。由於N6技術採用極紫外光(ExtremeUltraviolet, 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技術的邏輯晶體管密度提高約 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技術兼容，亦可大幅縮短客戶產品設計週期和上市的時間。N6技術於2020年第一季開始試產，並預計於2020年底前進入量產。
● N7技術是臺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操作數件提供優化的製程。總計截至2019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、人工智能、中央處理器、圖形處理器，以及網絡連接裝置等。此外，7納米FinFET強效版(N7+)技術於2019年開始量產，協助客戶產品大量進入市場。N7+技術是全球集成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，除了證明臺積公司領先全球的EUV技術量產能力，也為6納米和更先進技術奠定良好基礎。
● 12納米FinFET精簡型強效版(12nm FinFET Compact Plus, 12FFC+)技術與16納米FinFET精簡型強效版(16nm FinFET Compact Plus，16FFC+)技術系臺積公司繼16納米FinFET強效版(16FF+) 技術、16納米FinFET精簡型(16nm FinFET Compact, 16FFC)技術及12納米FinFET精簡型(12nm FinFET Compact, 12FFC)技術之後，所推出的最新16/12納米系列技術，擁有集成電路製造服務領域16/14納米技術中最佳產品效能與功耗優勢，並於2019年進入試產。
16FF+技術系針對高效能產品應用，包括行動裝置、服務器、繪圖芯片，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-LowPower, 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納米超低漏電(Ultra-Low Leakage, ULL)(22ULL)技術於2019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2019年準備就緒。與40納米超低功耗(Ultra-Low Power, ULP)(40ULP)及55納米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納米ULP(22ULP)技術發展系根基於臺積公司領先業界的28納米技術，並於2019開始量產。與28納米高效能精簡型強效版(28nm High Performance Compact Plus, 28HPC+)技術相較，22ULP技術擁有芯片面積縮小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、智能型手機及消費性產品等多種應用。
● 28HPC+技術截至2019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能型手機、數位電視、儲存、音效處理及系統單芯片等產品應用的效能或降低其功耗。與28納米高效能精簡型(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2019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，包含無線網絡連接產品、穿戴式應用處理器及微控制器(Micro Control Unit, MCU)(Sensor Hub) 等。此外， 臺積公司採用領先的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平臺，支援客戶未來更廣泛的類比電路設計。
● 55納米ULP(55ULP)技術，截至2019年底共接獲超過70個客戶產品投片。相較於55納米低功耗(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存儲器製程，能讓客戶的系統單芯片設計更為簡單。
再看特殊製程技術方面;
特殊製程技術
● 16FF+技術自2017年起已為客戶生產汽車產業應用產品。16FFC技術基礎硅智財(FoundationIP) 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質量管理系統來規範車用硅智財，透過和第三方硅智財供應商合作來建立車用設計生態環境。臺積公司持續開發更多7納米車用基礎硅智財，並於2020年第一季通過AEC-Q100 Grade-2驗證。
● 16FFC射頻(Radio Frequency, RF)(16FFC RF)技術於2018年上半年領先業界為客戶量產第五代行動通信技術(5G)RF 芯片。此一技術進一步支援新一代無線區域網絡802.11ax(Wireless Local Area Network, WLAN 802.11ax)、 毫 米 波(Millimeter Wave, mmWave)，以及5G智能型手機等無線連接應用。臺積公司不斷精進16FFC RF技術，不但於2019年領先全球推出首個截止頻率(Cut-offFrequency, fT)超過300吉赫茲(GHz) 的 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，以降低芯片功耗及芯片尺寸並支援SoC設計。
● 22ULL RF技術除了支援磁性隨機存取存儲器(Magnetic Random Access Memory, MRAM)、可變電阻式存儲器(Resistive Random Access Memory,RRAM)，及高截止頻率(Cut-off Frequency, fT)元件之外，於2019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芯片開發。
● 22ULL嵌入式電阻式隨機存取存儲器(ResistiveRandom Access Memory, RRAM) 技術，於 2019年開始試產，並預計於2020年完成硅智財(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)存儲器元件等。
● 22ULL嵌入式磁性隨機存取存儲器(Magnetic Random Access Memory, MRAM)技術硅智財預計於2020年度完成可靠性認證。此外，16納米MRAM 技術也正在開發，且進展良好。MRAM 技術為包括AEC-Q100 Grade-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2018年領先集成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℃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。2019年，28HPC+RF技術新增支援極低漏電(Ultra-Low Leakage)元件及嵌入式快閃存儲器(Embedded Flash)。客戶5G毫米波射頻及車用雷達產品皆已進入量產。
● 28 納米ULL嵌入式快閃存儲器製程(eFlash)技術，已於2019年通過AEC-Q100 Grade-1可靠性認證。臺積公司持續強化此一技術，並預計於2020年通過更嚴格的AEC-Q100 Grade-0要求。
● 40ULP嵌入式快閃存儲器製程(eFlash)技術截至2019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2019年完成可靠性認證。此一技術的設計套件和硅智財完全與互補式金屬氧化物半導體(Complementary Metal Oxide Semiconductor, CMOS)邏輯製程兼容，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類比技術平臺，包括降低噪聲、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2020年完成。此一強化的40ULP類比技術平臺與數位邏輯製程完全兼容，並可以同時支援高精確類比效能、低耗能的類比設計。
● 十二寸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2017年開始生產，晶圓出貨於2018年及2019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，此一新制程技術持續提供更優異的效能及功能強化，以滿足高階智能型手機的電源管理應用。
● 0.18微米第三代BCD製程技術於2018年完成 AEC-Q100 Grade-1驗證，並進一步於2019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。
● 持續強化電源硅基板氮化鎵(Gallium Nitride on Silicon)技術，在650伏特和100伏特兩種平臺上，將氮化鎵功率開關與驅動器整合，並持續改善硅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芯片設計，滿足多元的產品應用。650伏特和100伏特氮化鎵集成電路技術平臺皆預計於2020年開發完成。
● 硅基板有機發光二極體(Organic light-emittingdiode on silicon, OLED-on-Silicon)面板技術與傳統玻璃基板有機發光二極管面板技術相較，能夠增加像素點密度5到10倍，以支援對高質量擴增實境(Augmented Reality)/ 虛擬實境(Virtual Reality)眼鏡日益增加的需求。臺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，臺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傳感器(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。
● 臺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)單芯片加速度計(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納米系統單芯片和動態隨機存取存儲器(DRAM)的整合型扇出層疊封裝技術(Integrated Fan-Out Packageon-Package, InFO-PoP)，並於2019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硅基板(Silicon Interposer)上異質整合多顆7納米系統單芯片與第二代高頻寬存儲器(HighBandwidth Memory 2, HBM2)的CoWoS®技術，於2019年第三季成功通過驗證。
● 除了CoWoS®技術之外，能夠整合多顆7納米單芯片的整合型扇出暨封裝基板(InFO on Substrate, InFO_oS)技術於2019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納米晶圓覆晶封裝的細小間距陣列銅凸塊(Cu bump)技術已於2019年成功通過驗證。
● 針對物聯網及高階智能型手機產品應用，成功開發適用於物聯網應用的16納米制程的晶圓級封裝(WaferLevel Chip Scale Packaging, WLCSP)技術，並於2019年協助客戶產品大量進入市場。
三、未來展望、機會與挑戰
集成電路製造服務領域這些年來的成長，主要是由健康的市場需求所驅動。然而，新型冠狀病毒(COVID-19)全球大流行對整體半導體產業的供給與需求造成不確定性，臺積電考慮可能的影響後，預估整體半導體產業(不含內存)在2020年將持平或是微幅下跌。
結合2020年Q1的市場表現，臺積電認為下半年由於COVID-19疫情對手機、汽車、消費電子等終端市場仍存影響，然而在線辦公、高性能計算5G仍有增長機會。
就長期而言，因電子產品採用半導體組件的比率提升，無晶圓廠設計公司持續擴大市佔率，整合組件製造商委外製造的比例逐漸增加，以及系統公司增加特殊應用組件委外製造等因素，自2019年至2024年，集成電路製造服務領域的成長可望較整體半導體產業(不含內存)的中個位數百分比年複合成長率更為強勁。集成電路製造服務領域位居整個半導體產業鏈的上游，其表現與主要產品平臺的市場狀況息息相關，包含智能型手機、高效能運算、物聯網、車用電子與消費性電子產品。
智能手機
智能型手機2018的單位出貨量首次衰退4%，2019年的單位出貨量再次衰退2%，反映許多先進國家和中國市場已趨近飽和。2020年，隨著5G 商用化開始加速，新的5G 智能型手機將縮短整體換機週期，然而，COVID-19 全球大流行將可能造成換機延後，臺積電因此預期智能型手機市場於2020年將呈現高個位數百分比衰退。長期來看，由於智能型手機加速演進至5G，加上擁有更高性能、更長電池使用時間、生理傳感器及更多人工智能應用，智能型手機將持續吸引消費者的購買興趣。低耗電特性的芯片對手機制造商而言是不可缺少的一環，擁有最佳成本、耗電及外型尺寸(芯片面積與高度)潛力的系統單芯片設計，是首選的解決方案，而臺積電在此製程技術方面已居領導地位。對於人工智能應用、各種複雜軟件運算與高分辨率視訊處理的高效能需求，將持續加速先進製程技術的推進。
高效能運算
高效能運算平臺包括個人計算機，平板計算機，服務器，基地臺，遊戲機等。2019年，主要高效能運算產品單位出貨量下降了4%，主要由於消費類個人計算機的更換週期延長，企業服務器需求降低以及當代遊戲機進入產品生命週期尾端;而5G 基地臺部署及成長之企業個人計算機需求部份抵消了衰退.
2020年，受到COVID-19 全球大流行影響，預期高效能運算平臺單位出貨量將呈現中個位數百分比衰退。儘管如此，多項因素預期將推動高效能運算平臺需求，包括：持續的5G 基地臺部署，增長的數據中心人工智能服務器需求以及新一代遊戲機的上市等。這些都需要高效能及高功耗效率的中央處理器、繪圖處理器、網絡處理器、人工智能加速器與相關的特殊應用積體電路，並將驅使整體高效能運算平臺朝向更豐富的半導體內容與更先進製程技術邁進。
物聯網
物聯網平臺包含如智能穿戴、智能音箱、與網絡監視器等各式各樣聯網裝置。2019年物聯網裝置單位出貨量成長25%，藍牙耳機，智能手錶與智能音箱為主要成長動能。
展望2020年，儘管受到COVID-19 全球大流行的影響，在藍牙耳機，智慧手錶與智能音箱持續成長，以及其他各式各樣應用持續發展，物聯網裝置單位出貨量將呈現中十位數百分比的成長。伴隨更多的人工智能功能的加入，物聯網裝置將帶動更多需求於更強大卻更省電的控制芯片、聯網芯片與感測芯片。臺積電提供高效能、低功耗的製程技術來強化客戶競爭力以贏得市場。
車用電子
2019年， 因為全球經濟環境轉弱的影響，汽車單位銷售量衰退5%; 2020年， 受到COVID-19 全球大流行與整體經濟持續的不確定性因素影響，預計將再次衰退低十位數百分比。展望未來，預期電動車，先進駕駛輔助系統及信息娛樂系統需要更豐富的半導體內容，將帶動處理器、傳感器、模擬及電源集成電路等需求。臺積電提供各種車用製程技術以幫助客戶在車用市場取得勝利。
消費性電子產品
2019年，消費性電子產品單位銷售量衰退7%;電視及機頂盒銷售量受全球經濟環境的不確定因素影響而降低，而MP3 播放器、數字相機市場則持續受到智能型手機的侵蝕，銷售量皆呈現下滑。展望2020年，整體消費性電子產品出貨量預計將維持下滑，但是其中的4K 及8K 超高分辨率電視出貨將達到正成長。此外，電視上使用人工智能技術來提高畫面質量、語音控制等功能已成為未來趨勢。預期臺積
公司將掌握此波趨勢，以廣泛的先進製程技術以滿足客戶對市場趨勢之需求。
產業供應鏈
電子產品的供應鏈冗長而複雜，且各個環節環環相扣。身處產業鏈的上游，半導體組件供貨商必須提供充足且彈性的產能以因應市場的激烈變化，而集成電路製造服務產業更是確保產業鏈健康、穩健的重要元素。臺積電身為積體電路製造服務領域的領導者，將持續提供最先進的製程技術及充足的產能，以確保整體產業的持續創新。
臺積電創辦人張忠謀曾公開分享對本次疫情的看法，他認為，這次疫情有點像一場戰爭，對經濟的衝擊很大，在這之後，人們的生活方式也會有所改變。這段話對應到臺積電身上，則是帶來機會，雖然智能手機需求下滑暫時影響公司營運，不過，也因人們生活型態轉變(居家上班/上課)，為公司創造更多成長契機(HPC)。
