台積電這次不是蓋新廠,而是直接把研發團隊派駐到應用材料(Applied Materials)位於矽谷的超大型研發中心EPIC,成為核心合作夥伴。這個總投資額高達50億美元的研發平台,目標很明確:大幅縮短半導體從實驗室走向量產的時間。

過去半導體產業怎麼做?設備商研發新機台、晶圓廠採購、內部測試、調整製程,這種「串聯式」開發模式動輒耗時10至15年。但現在AI資料中心、高效能運算需求暴增,誰等得起?EPIC中心導入「平行開發」概念,讓台積電在應材設備還在早期研發階段時就直接派團隊參與,大幅縮短學習曲線與技術驗證時間。

值得注意的是,三星在今年2月已宣布加入EPIC中心,成為創始成員;台積電則於5月12日宣布加入,與三星、美光、SK海力士等國際大廠共同參與這個劃時代的研發平台。

三大技術焦點,鎖定2奈米以下世代

這次合作瞄準的不是現有製程優化,而是下一世代半導體的材料、設備與製程整合技術。具體來說有三大焦點:

1. 提升先進邏輯節點的功耗、效能與面積表現
2奈米以下製程要在更小面積塞進更多電晶體,同時降低功耗、提升運算速度,材料創新是關鍵。

2. 開發新材料與下一代設備,支援3D電晶體與互連架構
傳統平面電晶體已到物理極限,未來要往垂直堆疊、3D架構發展,這需要全新的沉積、蝕刻與計量設備。

3. 精進製程整合方法,提升垂直堆疊元件的良率與可靠性
3D封裝技術複雜度高,良率控制是決勝關鍵,台積電與應材將共同開發更精密的製程整合方案。

台積電與應材:超過30年的深度合作

台積電與應用材料的合作關係已超過30年。此次EPIC中心的深度綁定,讓人聯想到台積電早期參與ASML極紫外光(EUV)微影技術研發的模式。當年台積電透過共同承擔研發風險,成功在7奈米與5奈米製程取得壓倒性領先。此次在材料與製程設備領域採取類似策略,意在確保未來2奈米以下及3D電晶體時代的技術領先地位。

台積電執行副總經理米玉傑表示:「面對AI帶來的全球性需求,整個半導體產業必須透過更緊密合作,才能加快下一世代技術的設備與製程就緒。」

為什麼平行開發這麼重要?

EPIC中心預計於2026年投入營運,採用「敏捷交接」與「平行開發」模式。相較於傳統晶片開發多採分工串接、階段式推進,EPIC模式允許晶圓廠與設備商在技術早期階段就開始協同研發,透過即時回饋與快速迭代,加速新技術從實驗室走向量產線的進程。

這種模式需要極高強度的跨部門協作與技術整合能力,對參與各方的研發團隊都是全新挑戰。但在AI晶片需求持續爆發的背景下,縮短技術開發週期已成為產業競爭的核心關鍵。

50億美元砸下去,台積電要的不只是新機台,而是未來十年的技術護城河。透過與應材在EPIC中心的深度合作,台積電正在為2奈米以下製程時代建立更穩固的技術基礎,確保在AI時代的半導體競賽中持續領先。