台積電（TSMC）已開始全面啟動2奈米晶片的世界最尖端半導體的新工廠建設。日本經濟新聞從台積電總部所在的台灣北部新竹的上空，通過無人機對工廠建設情形進行了航拍。半導體市場自2022年夏季起出現大幅下滑，但台積電並未放慢投資的腳步。在臺海局勢被擔憂的背景下，可以從最新影像中窺視尖端半導體進一步向台灣集中的情況。

  

      在台北市西南方60公里處，可以説是台灣心臟的科技園「台灣矽谷」。猶如環繞台積電總部一樣，從台灣內外聚集而來的眾多相關企業鱗次櫛比。

 

      在台積電總部後面的丘陵地帶，在相當於約12個東京巨蛋體育場的約55萬平方米的廣闊佔地內，目前製造2奈米（奈米為10億分之1米）晶片新工廠的建設已按照計劃啟動。

 

 

      日本經濟新聞的無人機拍攝獲得了台積電的理解。在距離地面110米處拍攝的影像中，可以看到廣闊的土地被挖開，還設置了數臺大型起重機，運輸資材的卡車頻繁來往其間。

 

      相關供應商表示，2奈米晶片一個工廠投資額就要2萬億日元（約合人民幣1045億元）左右。而台積電計劃在這裡建4個這樣的工廠。對台積電來説，也是有史以來最大規模的項目。還計劃2年後的2025年儘早啟動量産。建設工作在以相當緊張的日程推進。

 

      在全球半導體行業，尤其是最近3年裏廠商之間的差距拉大。新冠疫情在全球蔓延的2020年春季，台積電推進了當時最先進的5奈米晶片的量産，令業界一片沸騰。

 

    競爭對手陷入苦戰

 

      另一方面，最大的競爭對手南韓三星電子也涉足了5奈米晶片，但「良品率沒有提高，陷入苦戰」(日系供應商高管)。美國英特爾更是遠遠落後，該行業自此進入「台積電一強時代」。

 

      台積電2022年年底成功量産進一步領先於5奈米晶片的最尖端産品3奈米晶片。借著這種勢頭啟動了超越3奈米的超尖端半導體2奈米晶片的新工廠建設，這就是台積電的目前情況。

 

 

      與現在的最尖端産品3奈米晶片相比，2奈米晶片的處理性能提高10∼15％。耗電量可降低25％∼30％，智慧手機等的「待機時間」能長久。

 

      生産2奈米晶片的難度特別高，對晶片行業來説也具有特殊意義。因為如果台積電成功實現量産，掌握全球尖端晶片市佔率逾9成的台積電的壟斷地位有可能進一步加強。

 

      台積電在2奈米晶片領域，除了縮小電子電路線寬的傳統半導體的技術進步之外，預計還將在完全不同的層面突破重大障礙。

 

      長期以來，半導體的進化建立在以奈米為單位縮小半導體基板(晶圓)上的電子電路線寬之上。這是因為只要線寬更細，就可以搭載更多的電晶體等重要部件，通過提高處理速度來提升半導體的性能。但是，自2020年啟動量産的5奈米晶片開始，業界就面臨難題。

 

    

      這是因為，在近10年裏使用的被稱為「FinFET」的半導體設計結構已達到極限。如果試圖進一步縮小電子線路的線寬，就會頻繁發生大量電流洩漏到不該有電流的地方這一現象。

 

      為了防止這種電流洩漏，各企業展開激烈競爭，長期推進開發的是被稱為環繞式柵極技術 (gate-all-around、簡稱GAA)的新設計結構「奈米片(nanosheet)」。台積電已在這項開發上投入了約15年時間。

 

      美國 IBM、英特爾和三星等也一直在推進開發，但需要極為精細的加工技術，量産難度極大。三星於2022年部分引進了該技術，但「處於在投産上陷入苦戰的局面」(市場分析師)。為了推進尖端半導體國産化而在2022年夏季成立的日本Rapidus 也從IBM獲得技術，力爭實現量産，但能否成功仍是未知數。

 

 

      採用奈米片的2奈米晶片將成為最精密、最好的技術——2022年8月，台積電的首席執行官(CEO)魏哲家在總部所在地新竹舉行的技術説明會上，面對在座的供應商管理層等，對2奈米晶片的實用化顯示出極大的自信。

 

      2023年1月，魏哲家在記者會上又表示2奈米晶片的開發進展比預期快，再次強調了進展的順利。已啟動的工程的進度也體現了這種自信。

 

  並未放慢投資步伐

 

      目前的半導體市場受全球性的通貨膨脹和經濟減速的影響，面臨始於2022年夏季的需求下滑。尤其是搭載於個人電腦和智慧手機的晶片需求低迷，呈現連台積電的工廠開工率都出現下降的局面。

 

      儘管如此，預計台積電今年仍將展開最多360億美元的設備投資，直接關係到競爭力的尖端領域的對台灣投資步伐並未放慢。在台積電僅次於新竹的第2大基地所在的南部台南市，2022年底啟動量産的3奈米晶片的5個工廠的投産也迅速取得進展。

 

 

      佔全球份額逾9成的尖端半導體産品向台灣過度集中的局面今後將進一步加劇。日本經濟新聞的數據顯示，台積電2020年以後公佈計劃的尖端産品新工廠數(7奈米晶片以上)僅在台灣就達到16個。

 

      而台積電在海外，僅美國亞利桑那州有2個工廠。此外，在美國啟動3奈米晶片量産要等到2026年，比台灣晚4年。

 

      雖然臺海風險被指出，但實際上半導體過度集中於台灣的局面目前正在加強。今後這種風險可能進一步提高。

  

      日本經濟新聞此次進行的無人機拍攝遵守當地相關法規，由有資格者實施。

     

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