强大的台积电：288种工艺，532个客户

近日，台积电正式发布了公司的2022年的年度报告。

该公司的董事长刘德音和总裁魏哲家在《致股东报告书》中首先指出，2022年对于台积公司而言是极具里程碑意义的一年。由于技术的领先及差异化，台积公司的营收连续13年缔造历史新高，同时盈利也强劲增长。台积公司2022年的营收以美元计算增加了33.5%，每股盈余上扬至新台币39.20元，较三年前成长近三倍。

具体而言，台积公司2022全年合并营收为新台币2兆2,638亿9,000万元，较前一年的1兆5,874亿2,000万元增加42.6%;税后净利为新台币1兆165亿3,000万元，每股盈余为新台币39.20元，较前一年税后净利5,965亿4,000万元及每股盈余23.01元均增加了70.4%。

若以美元计算，台积公司2022年全年合并营收为758亿8,000万美元，税后净利为340亿7,000万美元，较前一年度的全年合并营收568亿2,000万美元增加33.5%，较前一年度的税后净利213亿5,000万美元增加了59.6%。

据他们所说，台积公司在2022年的主要成就包括：

1、晶圆出货量达1,530 万片十二吋晶圆约当量，2021年为1,420万片十二吋晶圆约当量 。

2、先进制程技术(7纳米及以下先进制程)的销售金额占整体晶圆销售金额的53%，高于2021年的50%。

3、提供288种不同的制程技术，为532个客户生产1万2,698种不同产品。

台积公司占全球半导体(不含存储器)产值的30%，2021年为26%。

展望2023年，台积电表示，公司希望今年的晶圆销售量预期，以12英寸晶圆计算约合为1400万到1500万片之间。

在这个财报中，台积电还披露了公司很多技术现状信息和未来研发计划，现在我们摘录如下，希望能够帮助大家了解一下这个全球最负盛名的晶圆代工巨头。

五大技术平台

台积公司深信，差异化的竞争优势将使台积公司更能把握未来集成电路制造服务领域的成长机会。针对智能型手机、高效能运算、物联网、车用电子，以及消费性电子产品这五个主要市场，及因应客户需求从以制程技术为中心转变为以产品应用为中心，台积公司已经分别建构五个对应的技术平台，提供客户完备且具竞争优势的逻辑制程技术、特殊制程技术、硅智财，以及封装测试技术，协助客户缩短芯片设计时程及加速产品上市速度。

这五个技术平台分别为：

1.高效能运算

在巨量数据运算和应用创新的驱动下，高效能运算已成为台积公司业务增长的主要动力之一。台积公司为无晶圆厂设计公司及系统公司客户提供领先的技术，例如N3、N4、N5、N6、N7和12纳米/16纳米鳍式场效晶体管等逻辑制程技术，以及包括高速互连技术等完备的硅智财，以满足客户产品在任何地点和时间传输和处理大量资料的需求。尤其是，台积公司推出了第一个为高效能运算产品所量身打造的制程技术-N4X，在台积公司5纳米系列制程技术中，展现极致效能与最高运作时钟。基于先进制程技术，多种高效能运算产品已被导入市场，例如个人计算机中央处理器(Central processing unit, CPU)、绘图处理器(Graphics processor unit,GPU)、可程序逻辑闸阵列(Field programmable gate array, FPGA)、服务器处理器、加速器、高速网络芯片等。这些产品可以应用于当前及未来的5G/6G通讯基础设备、人工智能(AI)、云端(Cloud)和企业资料中心(Data center)。台积公司也提供涵盖CoWoS®、InFO和TSMC-SoIC®的多种先进TSMC 3DFabricTM封装及硅堆栈技术，协助完成异质和同质芯片整合，达到客户对高效能、高计算密度和高能源效率、低延迟以及高度整合的需求。台积公司将持续优化高效能运算平台，并强化与客户协同合作，以帮助客户掌握高效能运算领域的市场成长。

2.智能型手机

针对客户在顶级产品的应用，台积公司提供领先的3纳米鳍式场效晶体管(3nm FinFET, N3)、4纳米鳍式场效晶体管(4nm FinFET, N4)及5纳米鳍式场效晶体管(5nm FinFET, N5)等逻辑制程技术以及完备的硅智财，更进一步提升芯片效能、降低功耗及芯片尺寸大小。针对客户在主流产品的应用，则提供广泛多样的逻辑制程技术，包括6纳米鳍式场效晶体管(6nm FinFET,N6)、7纳米鳍式场效晶体管强效版(7nm FinFET Plus,N7+)、7纳米鳍式场效晶体管(7nm FinFET, N7)、12纳米鳍式场效晶体管精简型强效 版(12nm F in FET

Compact Plus, 12FFC+)、12纳米鳍式场效晶体管FinFET精简型(12nm FinFET Compact, 12FFC)、16纳米鳍式场效晶体管精简型强效版(16nm FinFET Compact Plus,16FFC+)、16纳米鳍式场效晶体管精简型(16nm FinFETCompact, 16FFC)、28纳米高效能精简型制程技术(28nm High Performance Compact, 28HPC)、28纳米高效能精简型强效版制程技术(28nm High PerformanceCompact Plus, 28HPC+)和22纳米超低功耗(22nm Ultra-Low Power, 22ULP)等，以及完备的硅智财，满足客户对高效能、低功耗芯片产品的需求。此外，不论顶级与主流产品应用，台积公司也提供客户领先业界且具高度竞争力的特殊制程技术为客户产出配搭逻辑应用处理器的特殊制程芯片，包括射频、嵌入式快闪存储器、新兴存储器、电源管理、传感器、显示芯片等特殊制程技术，以及领先产业的多种先进TSMC 3DFabric封装技术，例如整合型扇出(InFO)技术。

3.物联网

台积公司提供领先、完备且高整合度的超低功耗(Ultra-Low Power, ULP)技术平台来实现智能物联网(Artificial Intelligence of Things, AIoT)的产品创新。台积公司提供领先业界的技术，包括采用FinFET架构的新一代12纳米技术-N12e T M技术，具备能源效率与高效能以提供更多运算能力及人工智能推论(AI inferencing)能力、22纳米超低漏电(Ultra-low Leakage, ULL)技术、28纳米ULP技术、40纳米ULP技术以及55纳米ULP技术，已被各种终端智能系统单芯片(Edge AI system-on-a-chip)和电池供电的应用广泛采用。台积公司更进一步扩展其低操作电压(Low Operating Voltage, Low Vdd)技术，并提供更宽操作电压范围的电子电路模拟模型，以满足极低功耗(Extreme-low Power)产品应用。同时，台积公司也提供客户具备竞争力且完备的射频、强化版类比元件、嵌入式快闪存储器、新兴存储器、传感器和显示芯片、电源管理芯片等特殊制程技术，以及包括整合型扇出(InFO)技术的多种先进的TSMC 3DFabricTM封装技术，以支援智能物联网边缘计算和无线连网快速增长的需求。

车用电子：台积公司提供完备的技术与服务，以满足车用电子产业中的三大应用趋势：更安全、更智能和更环保。同时，也是业界推出坚实的车用硅智财生态系统的领导公司之一，提供5纳米、7纳米与16纳米鳍式场效晶体管(FinFET)技术，以满足汽车产业对先进驾驶辅助系统(Advanced Driver-Assistance Systems, ADAS)、先进座舱系统(In-Vehicle Infotainment, IVI)，及针对新型电子/电气(Electrical/Electronic, E/E)架构的区域控制器的需求。除了先进逻辑技术平台外，台积公司亦提供广泛而且具竞争力的特殊制程技术，包括28纳米嵌入式快闪存储器，28纳米、22纳米和16纳米毫米波射频，高灵敏度的互补式金氧半导体影像传感器(CMOSImage Sensor, CIS)/光学雷达(Light Detection and Ranging, LiDAR)传感器和电源管理芯片技术。新兴的磁性随机存取存储器(Magnetoresistive Random Access Memory, MRAM)方面，22纳米技术已符合汽车Grade-1标准的验证，而16纳米技术也正顺利开发中，以满足汽车Grade-1标准的要求。这些技术均符合台积公司基于美国车用电子协会(Automotive Electronic Council, AEC)AEC-Q100汽车等级制程规格验证标准，或客户对技术规格的要求。

1.消费性电子

台积公司提供客户领先且全面的技术，以推出应用于消费性电子产品人工智能智能元件，包括数字电视(Digital TV, DTV)、机上盒(Set-top Box, STB)、具备人工智能的智能数字相机(AI-embedded Smart Camera)及相关的无线区域网络(Wireless Local Area Network, WLAN)、电源管理芯片(Power Management IC, PMIC)、时序控制器(Timing Controller, T-CON)等。台积公司领先业界的7纳米鳍式场效晶体管(7nm FinFET, N7)、16FFC/12FFC、22ULP/ULL以及28HPC+技术，已被全球领导的8K/4K数字电视、4K串流机上盒/过顶服务(Over-the-top)、数字单眼相机(Digital Single-lens Reflex, DSLR)等厂商广泛采用。针对客户数字密集的芯片设计，台积公司将持续缩小芯片尺寸，推出更具成本效益的技术，并推出更低功耗的技术，以利采用更具成本效益的封装。

台积强调，公司将继续强化其核心竞争力，适切规划公司长短期技术及业务发展策略，并协助客户因应电子产品周期短以及市场上激烈竞争的挑战，以达成投资报酬率与成长目标。

多种制造技术

身为专业集成电路制造服务的创始者与领导者之一，台积公司提供全面整合的集成电路制造服务，包括领先的先进制程技术、特殊制程技术、先进光罩技术、TSMC 3DFabric先进封装与硅堆栈技术服务、优异的量产能力与质量，以及完备的设计生态系统支援，来满足客户日益多样化的需求。台积公司致力于提供客户无与伦比的整体价值，视客户的成功为台积公司的成功，因此赢得来自全球客户的信任，而公司也获致极大的成长与成功。台积公司2022年开发或已提供的制程技术包括：

一、逻辑制程技术

2纳米(N2)技术开发依照计划进行并且有良好的进展。N2技术采用台积公司第一代纳米片(Nanosheet)晶体管技术，提供全制程节点的效能及功耗进步，预计于2025年开始量产。

3纳米鳍式场效晶体管(Fin Field-Effect Transistor, FinFET)(N3)技术依照计划已于2022年下半年量产。

N3增强型(N3E)技术系N3技术的强化版，将持续针对行动通讯与高效能运算应用提供领先业界的优势，并预计于2023年下半年开始量产。

4纳米FinFET(N4)技术为5纳米FinFET(N5)技术的强化版，已于2022年开始量产。

4纳米FinFET强效版(4nm FinFET Plus, N4P)技术开发依照计划进行并有良好的进展，已于2022年获得客户产品投片，并预计于2023年量产。

N4X制程技术于2021年推出。此一技术系台积公司首次针对高效能运算产品所量身打造，在台积公司5纳米系列制程技术中，展现极致效能与最高运作时钟，预计于2023接获客户产品投片。

5纳米FinFET强效版(N5P)技术为N5技术的效能强化版，于2022年迈入第二年量产，应用于客户手机及高效能运算产品。

6纳米FinFET(N6)技术于2022年迈入第三年量产，并广泛应用于客户手机、高效能运算，以及消费性电子产品。

7纳米FinFET(N7)及7纳米FinFET强效版(N7+)技术已为客户量产5G及高效能运算产品多年，并于2022年迈入为客户量产消费性电子与车用产品的第二年。

奠基于12纳米FinFET精简型强效版(12nm FinFET Compact Plus, 12FFC+)的N12eTM技术，于2021年量产。随后，于2022年推出创新的低漏电的输入/输出(Input/Output, IO)元件，计划于2023年试产。

22纳米超低漏电(Ultra-Low Leakage, ULL)(22ULL)技术于2021年推出新的强化版低漏电元件，并于2022年开始应用于物联网产品。

二、特殊制程技术

5纳米FinFET车用(N5A)技术，系经过车用验证并提供汽车设计开发平台(Automotive Design Development Platform)的5纳米技术。N5A技术已完成技术、硅智财AEC-Q100验证，并通过ISO 26262汽车产业功能安全标准认证。客户产品投片预计于2023年开始。

N6射频(Radio Frequency, RF)(N6 RF)技术于2022年接获多个客户产品投片。此外，第二代N6射频(N6 RF+)技术正在开发中，其制程设计套件(Process Design Kit, PDK)预计于2023年完成。

12FFC+射频技术1.0版集成电路用模拟程序(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis, SPICE)模型与制程设计套件于2022年发布。此技术在与N12eTM相同的逻辑技术平台上开发，针对物联网无线连接应用和第二波手机射频客户。

16纳米FinFET精简型(16nm FinFET Compact, 16FFC)射频技术于2021年接获多个客户产品的投片。其增强版(Enhancement I/II)技术于2022年开发完成，支援28/39/47千兆赫兹(GHz)毫米波射频前端模块(mmWave RF Front-End Module)与77GHz/79GHz汽车雷达等运用。

16FFC嵌入式磁性随机存取存储器(Magnetoresistive Random Access Memory, MRAM)技术硅智财于2022年完成可靠性验证，具备100万次的循环操作耐久性和回流焊接能力。此技术的生产已准备就绪，并预计于2023年完成车规AEC-Q100 Grade-1可靠性验证。

22ULL及28纳米超低漏电(28ULL)嵌入式电阻式随机存取存储器(Resistive Random Access Memory, RRAM)技术是台积公司第二代RRAM解决方案，具备成本和可靠性的平衡。2022年已有多个客户采用这些技术完成产品验证并开始量产。

十二吋晶圆40纳米绝缘层上覆硅(Silicon On Insulator, SOI)(N40SOI)技术提供领先业界的竞争优势，于2021年接获多家客户产品投片，并于2022年开始量产。

六吋硅基板氮化镓(Gallium Nitride on Silicon)技术成功通过客户产品质量及可靠性认证，并于2022年被广泛应用于多样消费性电子产品的电源供应器，具备省电与轻薄短小的优势。八吋硅基板氮化镓技术开发依照计划进行，预计于2025年推出，并进一步支援车用电子应用。

持续精进互补式金氧半导体影像传感器(CMOS Image Sensor, CIS)技术，进入下一世代制程，以更进一步强化先进智能手机相机效能。2022年，台积公司持续协助客户将世界最小画素的产品导入市场。此外，台积公司成功完成全球首个三片晶圆堆栈全局曝光影像传感器技术的开发，此技术的生产已准备就绪。

针对硅光子(Silicon Photonics)技术，台积公司正在开发创新的COUPE(COmpact Universal Photonics Engine)三维立体光子堆栈技术，能够整合硅光子芯片与电路控制芯片(Electrical Control Chip)成为单芯片的光学引擎。此光学引擎能够与高速运算芯片共构封装，提供低耗能与高速讯号传输。2022年，数个测试芯片已投片并进行初期评估，为未来量产奠定深厚基础。

三、TSMC 3DFabric：台积公司先进封装及三维硅堆栈（3D Silicon Stacking）技术

TSMC-SoIC(System on Integrated Chip，系统整合芯片)芯片对晶圆(Chip on Wafer, CoW)技术于2022年成功量产。透过CoW技术堆栈静态随机存取存储器(Static Random Access Memory, SRAM)与逻辑芯片，展现出大幅效能提升。

TSMC-SoIC晶圆对晶圆(Wafer on Wafer, WoW)技术，藉由堆栈7纳米逻辑芯片于嵌入式深沟槽电容(Deep Trench Capacitor, DTC)芯片上，于2022年在高效能运算(High performance computing, HPC)产品展现出优异的系统效能提升。

能够整合多个系统单芯片(System-on-Chip, SoC)、第二代高频宽存储器(s e cond ge ne ration high bandwidth memory, HBM2E)及具备嵌入式深沟槽电容(Embedded deep trench capacitor, eDTC)的三倍光罩尺寸硅基板的CoWoS®-S(Chip on Wafer on Substrate with Silicon interposer)技术，于2022年成功地为客户量产高效能运算产品。

针对高效能运算产品，提供较佳讯号整合的线路重布层(Redistribution layer, RDL)的CoWoS®-R(Chip on Wafer on Substrate with Redistribution Layer Interposer)技术，于2022年成功试产，并预计于2023年开始量产。

能够在大于90毫米乘90毫米的基板上，整合多个系统单芯片至二倍光罩尺寸扇出封装的整合型扇出暨封装基板(InFO on Substrate, InFO_oS)技术，于2022年成功量产。

针对高效能运算产品，能够整合5纳米系统单芯片与超高密度芯片互连导线的局部硅基互连整合型扇出封装(Integrated Fan-Out with Local Si Interconnect, InFO_LSI)技术，于2022成功量产。

应用于4纳米晶圆覆晶封装的细小间距阵列铜凸块(Cu bump)技术于2022年成功量产。

台积电表示，为保持公司的技术领先地位，台积公司计划持续大量投资研发。在台积公司3纳米及2纳米先进CMOS逻辑技术持续进展时，台积公司的前瞻研发工作将聚焦于2纳米以下的技术、三维晶体管、新存储器，以及低电阻导线等领域，为未来技术平台建立坚实的基础。台积公司的3DFabric先进封装研发，正在开发子系统整合的创新，以进一步增强先进的CMOS逻辑应用。公司继续聚焦于新的特殊制程技术，例如用于5G及智能物联网应用的射频及三维智能传感器。台积公司先进研究持续开发可在未来十年及更长时间可能采用的新材料、制程、元件和记忆体。

台积指出，公司也持续与学术界和产业联盟等外部研究机构合作，旨在为客户尽早了解和采用未来具有成本效益的技术和制造解决方案。凭借着高度称职及专注的研发团队及其对创新的坚定承诺，台积公司有信心能够透过提供客户有竞争力的半导体技术，推动未来业务的成长和获利。

对未来的展望

在谈到对产业未来的看法时，台积电表示，2022年，公司在集成电路制造服务领域的稳健成长来自于强劲广泛的市场需求。产业大趋势诸如5G的普及化、AI快速增长以及加速数字化转型等，使智能型手机、高效能运算产品、物联网及车用市场需求攀升。然而在这段期间，电子产品供应链也已负荷在过去二年因供给的不确定性而累积之高水位剩余库存。因此，在2022年下半年，电子产品供应链进入库存调整阶段，影响集成电路制造服务业与台积公司的成长。

于2023年，在高通膨环境与经济增长放缓的情形下，消费者的可支配支出将受到影响。因此，电子产品的整体需求将减少。除了电子产品需求疲软之外，台积公司也估计库存调整将在2023年持续，以上半年幅度较高。在这二个不利因素下，台积公司预计全球半导体(不含存储器)市场的产值为中个位数百分比衰退。长期而言，因电子产品采用半导体的含量提升，无晶圆厂设计公司持续扩大市占率，整合元件制造商增加委外制造，以及系统公司增加采用自有特殊应用元件(ASIC)等因素，台积公司预期自2022年至2027年，集成电路制造服务领域的成长可望较全球半导体(不含存储器)市场的中个位数百分比年复合成长率更为强劲。

集成电路制造服务领域位居整个半导体产业链的上游，其表现与主要产品平台的市场状况息息相关，包含智能型手机、高效能运算、物联网、车用电子与消费性电子产品。

一、智能型手机

由于受到全球严峻的COVID-19疫情、乌俄战争和较高通膨的影响，智能型手机的单位出货量在2022年衰退11%，反映出5G商用化的趋缓和4G市场的快速衰退，这样的结果延长整体换机周期。这样的情势可能无法在短期恢复，台积公司预估2023年智能型手机市场将呈现低个位数百分比衰退。长期来看，由于智能型手机持续演进至5G，加上拥有更高性能、更长电池使用时间、生理感应器及更多人工智能应用，将持续推动智能型手机销售。

高性能与高能源效率的集成电路技术是手机制造商的基本要求，而高度整合的芯片和先进的3D封装设计是最佳化成本、能耗及规格(芯片面积与高度)的首选解决方案。在人工智能应用、各种复杂软件运算与高分辨率视讯处理的高效能需求刺激之下，先进制程技术将持续推进。台积公司在制造高度整合芯片和先进3D封装设计是公认的制程技术领导者，因此在服务智能型手机市场处于非常有利的位置。

二、高效能运算

高效能运算平台包括个人计算机、平板计算机、游戏机、服务器、基地台等。2022年，主要高效能运算产品单位出货量衰退了11%，主要归咎于居高不下的通货膨胀、整体经济不确定性，以及过度准备库存导致消费者端之需求疲软。在此同时，服务器与数据中心升级周期维持相对健康，以容载快速成长的信息流量，并满足在人工智能应用上日益增加的需求，以及持续的5G基地台部署。

尽管受到COVID-19刺激而加速之数字化转型已导致与高效能运算相关之半导体需求产生结构性的成长，经济逆风将跨大影响个人消费者与企业客户两方面的需求。因此，台积公司预估2023年高效能运算产品单位出货量将呈现另一个低十位数百分比衰退。长期来说，随着产业开始迈入5G时代，一个更智能化且更加互联的世界，将会激起对运算能力及低耗能运算的强烈需求。这些都需要更高性能及更佳功耗效率的中央处理器、绘图处理器、网络处理器、人工智能加速器与相关的特殊应用集成电路，并将驱动整体高效能运算平台朝向更丰富的半导体含量、更先进制程技术与3D封装迈进。基于公司在这些领域的技术领先地位，这些趋势对台积公司是有利的。

三、物联网

物联网平台包含各式各样的「智能」联网装置，如穿戴装置、音箱、健康装置、家庭自动化装置、城市与制造等。由于COVID-19疫情改变了消费者的生活与工作型态，并加速了企业的数字转型，2022年物联网装置单位出货量成长18%，并以智能健康与智能零售/智能制造装置为主要成长动能。这样的成长趋势将持续，但由于全球通膨将对消费者相关物联网装置之出货造成些许影响，导致民2023年的物联网单位出货量将成长约低十位数百分比。

此外，由于物联网装置将采用更多的人工智能功能，物联网装置将需要更高性能并更省电的控制芯片、联网芯片与各种感测芯片。台积公司除提供业界最领先先进技术，更提供超低功耗(Ultra-Low Power, ULP)与各种特殊制程技术，以强化客户的竞争力，达到产业ESG永续发展需求，并协助客户赢得市场。

四、车用电子

由于芯片供应改善的带动，2022年全球汽车单位销量成长7%，但是部分成长受到乌俄战争造成的持续供应链中断，以及COVID-19在中国蔓延时的零星停工所抵销。迈入2023年，预期终端需求将受到高通膨及宏观经济不确定性的影响，全球汽车单位销量将仅有低个位数百分比的成长。

整体汽车产业正朝向更环保、更安全与更智能化的方向迈进，这将加速电动汽车(EV)、先进驾驶辅助系统(ADAS)及智能座舱信息娱乐系统的采用，加上新的电子/电气(Electrical/Electronic, E/E)架构，所有这些将带动AP/MCU/ASIC处理器、车内网络、传感器，以及电源管理芯片的需求增加，从而使每辆汽车的半导体含量不断提升。台积公司提供多种车用制程技术，使客户能够在汽车市场上提供具有竞争力的产品。

五、消费性电子产品

物流中断(如塞港)导致电视供应链的交货时间延长，影响主要零售商超额预订而导致2022年库存过多。同时，通货膨胀、升息及中国清零政策封锁导致电视、机上盒(STB)和其他消费产品的需求疲软。总体而言，受库存调整和需求疲软的影响，2022年数字消费性电子市场总出货量下降11%。

对经济衰退的担忧可能会推迟数字消费性电子市场的需求复甦，预计2023年全球数字消费性电子出货量将呈现低个位数跌幅，其中较高阶部分，例如大尺寸屏幕、120Hz/144Hz高帧率电视、语音AI控制及WiFi6无线连接将持续呈现正成长。此外，无论经济何时恢复，台积公司的先进技术将持续协助客户在DCE市场创造和提供差异化的创新产品。

台积电最后说，电子产品的供应链冗长而复杂，且各个环节环环相扣。身处产业链的上游，半导体元件供应商必须提供充足且弹 性的供货，以因应市场需求的激烈变化，而集成电路制 造服务产业更是确保产业链健康、稳健的重要角色。“身为集成电路制造服务领域的领导者之一，将持续提供下游产业链创新所需的最先进制程技术及具规模的产能。”台积电最后强调。

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