|
臺積公司1987年成立于臺灣新竹科學園區，開創了專業集成電路制造服務商業模式。臺積公司專注生產由客戶所設計的芯片，本身并不設計、生產或銷售自有品牌產品，確保絕不與客戶競爭。
基于這個創始的原則，臺積公司成功的關鍵就在于協助客戶獲得成功，其專業集成電路制造服務商業模式造就了全球無晶圓廠IC設計產業的崛起。因此，臺積公司的眾多客戶遍布全球，為客戶生產的芯片廣泛地被運用在各種終端市場，例如智能型手機、高效能運算、物聯網、車用電子與消費性電子產品等。
2021年，臺積公司及其子公司所擁有及管理的年產能超過1,300萬片十二吋晶圓約當量。臺積公司在臺灣設有四座十二吋超大晶圓廠（GIGAFAB Facilities）、四座八吋晶圓廠和一座六吋晶圓廠，并擁有一家百分之百持有之海外子公司——臺積電（南京）有限公司之十二吋晶圓廠，及二家百分之百持有之海外子公司——WaferTech美國子公司、臺積電（中國）有限公司之八吋晶圓廠的產能支援。
2021年12月，臺積公司于日本熊本縣設立一子公司（Japan Advanced Semiconductor Manufacturing, Inc., JASM），并由索尼半導體解決方案公司和電裝株式會社投資其少數股權。JASM將興建并營運一個采用12/16納米及22/28納米制程的晶圓廠提供專業集成電路制造服務，以滿足全球市場對于特殊制程技術的強勁需求。JASM晶圓廠預計將于2024年底前開始生產。同時，臺積公司持續執行其于美國亞利桑那州設立先進晶圓廠的計劃，并將于2024年開始生產。
臺積公司在北美、歐洲、日本、中國大陸，以及南韓等地均設有子公司或辦事處，提供全球客戶實時的業務與技術服務。至2021年年底，臺積公司及其子公司員工總數超過6萬5,000人。
1. 2021年研發至44億6,000萬美元
2021年，臺積公司提升研發費用至44億6,000萬美元，以延續在技術上的領導地位，并且協助全球的創新者釋放創新，為半導體產業創造價值。
N3技術將使用FinFET晶體管結構來提供客戶最成熟的技術、最優異的效能、以及最佳的密度。N3預計在2022年下半年量產。我們也推出N3E，作為3納米家族的延伸，具有更好的效能、功耗和良率。N3E的量產時間預計在N3量產后一年進行。憑借著技術領先地位與強勁的客戶需求，我們有信心3納米家族將成為臺積公司另一具長期大量需求的制程技術。
為了進一步提升5納米家族的效能、功耗和密度，我們也推出了N4P和N4X制程技術，以支援下一波的5納米產品。相較于N5，N4P的效能提升11%，同時我們專門針對高負載之高效能運算產品推出N4X制程技術。N4X為臺積公司第一個極高效能半導體技術X系列的技術，相較于N5，N4X的效能提升15%。N4P預計于2022年下半年完成首批產品設計定案，N4X預計在2023年上半年進入試產。
2021年，2納米技術已經進入技術開發階段，著重于測試載具的設計與實作、光罩制作、以及硅試產。臺積公司3DFabricTM設計解決方案將和晶體管微縮互補，提升系統級效能。在系統整合芯片方面，臺積公司于2021年在客戶產品上成功地展示了具備優異電性表現的芯片對晶圓（Chip on Wafer, CoW）技術。CoWoS-S具備嶄新的嵌入式深溝槽電容，中介層面積高達三個光罩，已于2021年完成驗證，能夠整合更多的邏輯與高頻寬存儲器芯片（HBM），支援客戶的高效能運算應用產品。在整合型扇出技術方面，臺積公司成功完成第七代整合型扇出層疊封裝技術（InFO-PoP Gen-7）的驗證，支援具備增強散熱性能的行動應用。臺積公司也開始大量生產第三代整合型扇出暨基板封裝技術（InFO-oS Gen-3），整合更大的封裝尺寸和更高的頻寬。
臺積公司的開放創新平臺（Open Innovation Platform?）設計生態系統協助535家客戶在一個安全可靠的云端環境進行芯片設計，釋放創新，讓產品迅速上市。臺積公司也持續與設計生態系統的伙伴合作，于2021年將數據庫與硅智財組合擴增到超過4萬個項目，提供客戶從0.5微米至3納米超過3萬8,000個技術檔案及超過2,600個制程設計套件。
2021年12月，臺積公司于日本熊本縣設立一子公司，Japan Advanced Semiconductor Manufacturing, Inc.（JASM），并由索尼半導體解決方案公司和電裝株式會社（Denso Corporation）投資其少數股權。JASM將興建并營運一個采用12/16納米及22/28納米制程的晶圓廠提供專業集成電路制造服務，以滿足全球市場對于特殊制程技術的強勁需求。JASM晶圓廠預計將于2024年底前開始生產。
2. 擁有全球最先進的制程技術
擁有最先進的制程技術是臺積公司在專業集成電路制造服務領域取得強大市場地位的重要關鍵。
2021年，臺積公司保持其在全球半導體業之積體電路制造服務領域的領導地位，其產出占全球半導體（不含存儲器）市場產值的26%，較2020年的24%增加。臺積公司的成長，主要因5G及高效能運算
（High Performance Computing, HPC）產業相關應用持續擴增所致。
2021年，有50%的晶圓營收來自先進制程技術（7納米及以下更先進制程），高于2020年的41%。
臺積公司提供客戶完備的制程技術，并且持續投資先進制程技術、特殊制程技術，以及先進封裝與硅堆棧技術，以提供客戶更多附加價值。除了擁有在先進制程技術和特殊制程技術的領導地位，臺積公司亦提供3DFabric－完備的三維硅堆棧（3D Silicon Stacking）和先進封裝系列技術，與其制程技術發揮相輔相成的效益。3DFabric系列技術為客戶提供更靈活的芯片設計彈性來釋放創新，是臺積公司有別于競爭對手的另一差異化競爭優勢。
針對智能型手機、高效能運算、物聯網、車用電子，以及消費性電子產品這五個主要市場，及因應客戶需求從以制程技術為中心轉變為以產品應用為中心，臺積公司已經分別建構五個對應的技術平臺，提供客戶完備且具競爭優勢的邏輯制程技術、特殊制程技術、硅智財，以及封裝測試技術，協助客戶縮短芯片設計時程及加速產品上市速度。這五個技術平臺分別為：
（1）智能手機平臺
臺積公司針對客戶在頂級產品的應用，提供領先的4納米鰭式場效晶體管（4nm FinFET, N4）及5納米鰭式場效晶體管（5nm FinFET, N5）等邏輯制程技術以及完備的硅智財，更進一步提升芯片效能、降低功耗及芯片尺寸大小。針對客戶在主流產品的應用，則提供廣泛多樣的邏輯制程技術，包括6納米鰭式場效晶體管（6nm FinFET, N6）、7納米鰭式場效晶體管強效版（7nm FinFET Plus, N7+）、7納米鰭式場效晶體管（7nm FinFET, N7）、12納米鰭式場效晶體管精簡型強效版（12nm FinFET Compact Plus, 12FFC+）、12納米鰭式場效晶體管精簡型（12nm FinFET Compact, 12FFC）、16納米鰭式場效電晶體精簡型強效版（16nm FinFET Compact Plus, 16FFC+）、16納米鰭式場效晶體管精簡型（16nm FinFET Compact, 16FFC）、28納米高效能精簡型制程技術（28nm High Performance Compact, 28HPC）、28納米高效能精簡型強效版制程技術（28nm High Performance Compact Plus, 28HPC+），和22納米超低功耗（22nm Ultra-Low Power, 22ULP）等，以及完備的硅智財，滿足客戶對高效能、低功耗芯片產品的需求。
此外，不論頂級與主流產品應用，臺積公司也提供客戶領先業界且具高度競爭力的特殊制程技術為客戶產出配搭邏輯應用處理器的特殊制程芯片，包括射頻、嵌入式快閃存儲器、新興存儲器、電源管理、感測器、顯示芯片等特殊制程技術，以及包括領先產業的整合型扇出（InFO）的多種先進3DFabricTM封裝技術。
（2）高效能運算平臺
在巨量數據運算和應用創新的驅動下，高效能運算已成為臺積公司業務增長的主要動力之一。臺積公司為無晶圓廠設計公司及系統公司客戶提供領先的技術，例如N4、N5、N6、N7和12納米/16納米鰭式場效晶體管等邏輯制程技術，以及包括高速互連技術等完備的硅智財，以滿足客戶產品在任何地點和時間傳輸和處理大量資料的需求。特別是，臺積公司推出了第一個為高效能運算產品所量身打造的制程技術－N4X，在臺積公司5納米系列制程技術中，展現極致效能與最高運作時脈。基于先進制程技術，多種高效能運算產品已被導入市場，例如中央處理器（Central processing unit, CPU）、繪圖處理器（Graphics processor unit, GPU）、可程序邏輯閘陣列（Field programmable gate array, FPGA）、服務器處理器、加速器、高速網絡芯片等。這些產品可以應用于當前及未來的5G、人工智能（AI）、云端（Cloud）和資料中心（Data center）。臺積公司也提供涵蓋CoWoS、InFO和TSMC-SoICTM的多種先進3DFabricTM封裝技術，協助完成異質和同質芯片整合，達到客戶對高效能、高計算密度和效率、低延遲以及高度整合的需求。臺積公司將持續優化高效能運算平臺，并強化與客戶協同合作，以幫助客戶掌握高效能運算領域的市場成長。
（3）物聯網平臺
臺積公司提供領先、完備，且高整合度的超低功耗（Ultra-Low Power, ULP）技術平臺來實現智能物聯網（Artificial Intelligence of Things, AIoT）的產品創新。臺積公司提供領先業界的技術，包括采用FinFET架構的新一代12納米技術－N12eTM技術，具備能源效率與高效能以提供更多運算能力及人工智能推論（AI inferencing）能力、22納米超低漏電（Ultra-low Leakage, ULL）技術、28納米ULP技術、40納米ULP技術以及55納米ULP技術，已被各種終端智能系統單晶片（Edge AI system-on-a-chip）和電池供電的應用廣泛采用。臺積公司更進一步擴展其低操作電壓（Low Operat ing Vol tage, Low Vdd）技術，并提供更寬操作電壓范圍的電子電路模擬模型，以滿足極低功耗（Extreme-low Power）產品應用。同時，臺積公司也提供客戶具備競爭力且完備的射頻、強化版類比元件、嵌入式快閃存儲器、新興存儲器、傳感器和顯示芯片等特殊制程技術，以及包括整合型扇出（InFO）技術的多種先進的3DFabricTM封裝技術，以支援智能物聯網邊緣計算和無線連網快速增長的需求。
（4）車用電子平臺
臺積公司的車用電子平臺提供完備的技術與服務，以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，也是業界推出堅實的車用硅智財生態系統的領導公司之一，提供16納米與7納米鰭式場效晶體管（FinFET）技術，并擴展到5納米FinFET技術，以滿足汽車產業對先進駕駛輔助系統（Advanced Driver-Assistance Systems, ADAS）、先進座艙系統（In-Vehicle Infotainment, IVI），及針對新型電子／電器（Electrical/Electronic, E/E）架構的區域控制器的需求。除了先進邏輯技術平臺外，臺積公司亦提供廣泛而且具競爭力的特殊制程技術，包括28納米嵌入式快閃記憶體，28納米、22納米，和16納米毫米波射頻，高靈敏度的互補式金氧半導體影像傳感器（CMOS Image Sensor, CIS）／光學雷達（Light Detection and Ranging, LiDAR）傳感器和電源管理芯片技術。新興的磁性隨機存取記憶體（Magnetic Random Access Memory, MRAM）方面，22納米技術已符合汽車Grade-1標準的驗證，而16納米技術也正順利開發中，以滿足汽車Grade-1標準的要求。這些技術均符合臺積公司基于美國車用電子協會（Automotive Electronic Council, AEC）AEC-Q100汽車等級制程規格驗證標準，或客戶對技術規格的要求。
（5）消費性電子平臺
臺積公司提供客戶領先且全面的技術，以推出應用于消費性電子產品人工智能智能元件，包括數位電視（Digital TV, DTV）、機上盒（Set-top Boxes, STBs）、具備人工智能的智能數位相機（AI-embedded Smart Camera）及相關的無線區域網絡（Wireless Local Area Network, WLAN）、電源管理芯片（Power Management IC, PMIC）、時序控制器（Timing Controller, T-CON）等。臺積公司領先業界的7納米鰭式場效晶體管精簡型（7nm FinFET Compact, 7FFC）、16FFC/12FFC、22ULP/ULL以及28HPC+技術，已被全球領導的8K/4K數位電視、4K串流機上盒／過頂服務（Over-the-top）、數位單眼相機（Digital Single-lens Reflex, DSLR）等廠商廣泛采用。針對客戶數位密集的晶片設計，臺積公司將持續縮小芯片尺寸，推出更具成本效益的技術，并推出更低功耗的技術，以利采用更具成本效益的封裝。
3. 占據全球晶圓代工巔峰
若以美元計算，臺積公司2021年全年合并營收為568億2,000萬美元，較前一年增加24.9%；稅后凈利為213億5,000萬美元，較前一年度增加了21.3%。
2021年，臺積公司產出占全球半導體（不含存儲器）市場產值的26%，營業收入凈額以地區劃分（主要依據客戶營運總部所在地），北美市場占65%、亞太市場（不含日本與中國大陸）占14%、中國大陸市場占10%、歐洲、中東及非洲市場占6%、日本市場占5%。
依據產品平臺來區分，智能型手機占44%、高效能運算占37%、物聯網占8%、車用電子占4%。此外，消費性電子產品占4%、其他產品占剩余的3%。
臺積公司2021年的主要技術成就包括：
● 晶圓出貨量達1,420萬片十二吋晶圓約當量，2020年為1,240萬片十二吋晶圓約當量。
● 先進制程技術（7納米及以下先進制程）的銷售金額占整體晶圓銷售金額的50%，高于2020年的41%。
● 提供291種不同的制程技術，為535個客戶生產12,302種不同產品。
● 臺積公司占全球半導體（不含存儲器）產值的26%，2020年為24%。
2021年，臺積公司的N5技術已經邁入量產的第二年，已被證明為業界最具競爭力的先進制程技術。在智能型手機和高效能運算應用的推動下，N5需求持續強勁，2021年占整體晶圓銷售金額的19%。同期：
（1）3納米技術按照計劃開發且進度良好，同時也已經開發支援高效能運算及智能型手機應用的完整平臺，為2022年下半年的量產做好準備。
（2）2納米技術按照計劃開發，包含新的晶體管結構，預期N2推出的時候能夠提供客戶最成熟的技術、最好的效能、以及最佳的成本。
此外，為了提升系統級效能，臺積公司持續提供嶄新的3DFabricTM設計解決方案，包括支援三維芯片堆棧的系統整合芯片（TSMC-SoICTM）、以及支援2.5D先進封裝的整合型扇出（InFO）與CoWoS技術，提供客戶更好的系統效能、更佳的節能效率、更高的運算密度、更小的尺寸外型、以及更優異的成本效益。
2022年，臺積公司預見整體電子產品需求穩健成長，驅使全球半導體（不含存儲器）市場的產值可望呈現低十位數百分比成長。長期而言，因電子產品采用半導體的含量提升，無晶圓廠設計公司持續擴大市占率，整合元件制造商增加委外制造，以及系統公司增加采用自有特殊應用元件等因素，臺積公司預期自2021-2026年，集成電路制造服務領域的成長可望較全球半導體（不含存儲器）市場的高個位數百分比年復合成長率更為強勁。（Donna Zhang，張底剪報）
|
