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台積電技術論壇4｜以年複合成長8成擴張先進封裝產能 今年在台新建4座晶圓、2座封裝廠
【記者蕭文康／新竹報導】台積電（2330）營運暨先進技術工程副總經理田博仁針對卓越製造的最新進展說明公司這幾年來的一些進展。其中，為了滿足AI應用對於先進封裝製程的強勁需求，從2022年到2027年，會以複合年增長率超過80%的速度積極擴張CoWoS跟SoIC的產能，在2025年和2026年間，將加快產能擴張的腳步，每年達到新建9座新廠，而2026年的現在，台積電計劃在台灣新建4座晶圓廠，還有2座先進的封裝廠。
先進製程與3D Fabric量產進度
田博仁說，在過去的一年中，台積電在技術的提升跟產能擴張兩方面都取得了很好的進展，支持客戶強勁的業績增長。首先，台積電過去1年的成就在最新進的製程N2已經進入量產，其良率學習的曲線更優於N3的進度，所以在今年就會陸續發現台積電的N2奈米製程已經來到我們的生活之中了。
接下來，以N2為基底，並且搭配Backside Power的A16製程，也會按照計劃如期地量產。此外，N3A也已經準備好應用於車用電子，它的進度也比當時的N5A還有N7A更快，更展現出領先業界DPPM的表現。
在3D Fabric方面， CoWoS產能提升5.5倍，還有SoIC也進入了量產階段，並預計將會有超過80%的產能增長，以支持客戶不斷增長的創新需求。
智慧化生產：AI 與數位轉型
為了支持客戶的強勁需求，台積電正以過去兩倍的速度加速晶圓廠擴建，並致力於在全球建立新的產能。田博仁表示，大家都知道建立新的產能需要時間，在新的產能出現以前，台積電持續利用數位化轉型以及AI驅動的技術，來提高先進製程的產出，以支持客戶的緊急需求。
此外，透過實現不同製程節點之間的產能可調適性，以及實施 Super Gigafab（超大晶圓廠）的運作模式，台積電能夠靈活調整產能，以支持客戶動態的生產需求。
先進製程與成熟製程的製造
田博仁談到，2奈米作為台積電首個採用Nanosheet技術的節點，憑藉著大量的生產還有產品的多樣化，成功實現優於N3的良率表現。此外，基於N2技術並搭配Backside Power的A16製程，也會按照進度如期地量產。為了支持客戶對兩奈米製程的強勁需求，台積電的任務是加速2奈米產能擴增的速度。在研發團隊與晶圓廠One Team的緊密協助之下，在2026年同時啟動多座晶圓廠，實現了快速的N2產能提升。
N2製程第一年晶圓的產出，預計比N3當時高出45%。從2026到2028年，N2預計將積極提升產能，在未來幾年實現70%的複合年增長率。在2022年到2027年，台積電將會以25%的複合年增長率來擴大N3跟N5的產能，以支持客戶的強勁需求，透過維持製程節點之間的彈性，成功地在N3 跟N5之間順暢地轉換製程的產能。
除了建設新的產能以外，也會利用數位轉型以及AI技術來優化製程與流程，以提高品質與產量。首先，台積電克服了地理層面的限制，將N3、N5、N7產區串聯成Super Gigafab。然後利用AI實現跨廠區的最佳化，並最大程度地提高生產力。
AI與HPC產品的強勁需求
隨著AI跟HPC應用的強勁增長，AI跟HPC專用的晶圓需求從2022年到2024年一共增加11倍。其中，為了實現更高性能的大尺寸晶片，其需求也增長了6倍。雖然AI晶片製程日益複雜，台積電的持續先進AI晶片實施，在實現更卓越的生產良率方面表現優異。
N3跟N5 AI晶片在第一年的表現，也同樣優於當時N7的製程。除了最新進的邏輯製程，也持續提升並突破特殊製程節點的技術極限，以滿足客戶多樣的產品需求，像是BCD、High Voltage、Analog RF、RRAM、MRAM、還有eFlash、Image Sensor以及MEMS等。
未來的幾年之中，台積電仍將是領先業界成熟製程技術的產能主要提供者，也會以更具有策略與穩定的方式來擴大產能。
3D Fabric封裝技術與生態系合作
在3D Fabric製造的進展方面，由於CoWoS與SoIC先進製程與封裝方面持續挑戰技術的極限，以滿足客戶對於性能的需求。儘管新技術的複雜度不斷增加，相較於第一代CoWoS-L，成功地降低了30%的開發時間。同樣地，在第一代SoIC技術上，第二代的開發時間也縮短了75%。
3D Fabric IC生產的成功，必須仰賴許多供應鏈夥伴以及合作。台積電攜手包括高頻記憶體、基板、材料、測試與 OSAT 等合作供應鏈廠商，提供從晶圓製造到先進封裝的完整解決方案，實現客戶的產品創新。
田博仁分享一個實際案例，雖然先進封裝所需要的高頻記憶體、基板等關鍵元件種類非常多，而且同時在很多OSAT同時生產，但我們透過與夥伴的緊密合作，成功地優化了製程能力，達到一致的量產標準。
為了滿足AI應用對於先進封裝製程的強勁需求從2022年到2027年，會以複合年增長率超過80%的速度積極擴張CoWoS跟SoIC的產能。
全球產能佈局與進展、台灣今年新建4座晶圓廠及2座封裝廠
田博仁介紹這幾年來台積電也有很多的挑戰，包括產能還有全球的佈局上。其中，為了滿足客戶快速增長的需求，正持續以過去兩倍的速度進行擴張，這包括新建晶圓廠或者是再利用現有的晶圓廠。2017年到2024年，平均每年新建4座新廠。但是在2025年和2026年間，將加快產能擴張的腳步，每年達到9座新廠。2026年的現在，台積電計劃在台灣新建4座晶圓廠，還有2座先進的封裝廠。
與去年的計劃相比，台積電在全球擴張方面取得了新的進展。在美國亞利桑那州，剛完成了現有廠區旁新土地的取得，以支持目前的擴張計劃。在日本，為了因應市場對於先進製程的強勁需求，將在P2提供3奈米製程技術。在德勒斯登，為了支持歐洲客戶，將新建一座16奈米與28奈米技術的晶圓廠，並預計於2024年開始興建。在中國大陸，持續提供16與28奈米的產能。
在亞利桑那州的第一座晶圓廠，已經於2024年開始大量生產N4與N5，第2座晶圓廠的機台移入計劃，也是在今年的下半年，也就是2026年下半年開始，並於2027年下半年開始生產N3，第3座晶圓廠建設，也在2025年的上半年開始動工了。目前已經啟動亞利桑那州第4座晶圓廠與第1座先進封裝廠的初期建設階段。除此之外，也購買了現有廠區旁的一塊新土地，以便應付以後的產能擴張。亞利桑那晶片廠也已經證明展示出與總部晶圓廠有相當一樣的良率表現。
在日本， JASM廠也已經進入28奈米、22奈米的量產階段，40奈米現在目前也在繼續地開發中。第2座晶圓廠也在2025年開始建設，預計生產N3製程。這兩座晶圓廠將提供40奈米、22奈米、28奈米以及N3的技術。在熊本的第一座晶圓廠，2026年28奈米與22奈米的產出目標，預計將達到2025年的2.3倍。熊本晶圓廠28奈米、22奈米的良率也達到與總部晶圓廠相當的水準。
歐洲方面，在德國德勒斯登ESMC的建設進度一切順利。這座晶圓廠將專注於汽車與工業應用，以支持歐洲客戶採用28奈米、22奈米、16奈米還有12奈米製程技術。
田博仁最後談到在台灣的晶圓廠區。目前一共有12座晶圓廠或者是先進的封裝廠正在建設之中。位於新竹的20廠以及位於高雄的22廠，預計是N2與更先進製程的量產基地。這兩座晶圓廠在2022年開始建設，現在也已經開始量產。
位於台中的25廠也已經在2025年開始動工，並計劃於2028年開始量產，預計生產2奈米與更先進的製程。此外，為了支援客戶持續成長的需求，台積電會持續擴張先進的封裝廠。
綠色製造與永續承諾
在淨零排放方面，台積電在追求營運成長的同時，承諾達成符合SBT淨零標準的絕對減碳目標，於2050年實現淨零排放。台積電積極使用可再生能源、節能機台以及低碳的原材料，於2025年達成減碳380萬噸。
台積電也將持續研發跟導入新的廢棄物資源化的技術。目標是將自行資源化比例提升至70%，以及整體的廢棄物再利用率提升至98%。在2025年達成了33%的自行資源化，包含廠內的再生系統，以及台中零廢製造中心，再生電子級的化學品如氫氟酸，還有顯影劑的回用。
在水資源的管理方面，目標是在2040年實現100%的水資源正效益，已經在2025年的時候實現了20%的水資源正效益，以及18%的再生水回用。
