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觀察:台積電全球佈局與製程技術:2025年現狀與未來

  • 作家相片: Amiee
    Amiee
  • 5月12日
  • 讀畢需時 11 分鐘

半導體巨擘的全球足跡與技術前沿


台灣積體電路製造股份有限公司,簡稱台積電(TSMC),不僅是全球半導體製造的龍頭,更是驅動現代科技創新的核心引擎;截至2025年,台積電已在全球晶圓代工市場建立起難以撼動的領導地位,特別在人工智慧(AI)與高效能運算(HPC)等尖端領域,扮演著至關重要的供應鏈樞紐角色。


本文將乃觀察台積電在2025年的全球製造網絡現況,剖析其從最先進的N2(2奈米)、N3(3奈米)家族,到廣泛應用的成熟製程技術佈局;同時,我們也將一同展望其在美國、日本、德國等地的擴建藍圖,以及邁向A16(1.6奈米)、A14(1.4奈米)等次世代製程的技術演進路徑,探索這家半導體巨擘如何在全球變局中,持續引領技術前沿並擘劃未來。



全球製造網絡深度解析:立足台灣,佈局世界


台積電的全球製造網絡,以台灣作為其研發與最先進製程的生產重心,同時策略性地向美國、日本、德國等地擴張,並在中國大陸及新加坡維持成熟製程的營運,形成一個既集中又分散的全球化生產體系。



台灣:先進製程與研發的心臟

台灣是台積電的根基所在,島內密布著數座 GIGAFAB® 超大晶圓廠、先進後段封裝測試廠以及全球研發中心,共同構築了其技術領導力的核心。


  • 新竹科學園區: 作為台積電的起點,這裡匯聚了晶圓二、三、五、八、十二A、十二B、二十廠,以及先進後段封測一廠與全球研發中心;晶圓二十廠是N2製程的關鍵生產基地之一,預計2025年下半年量產,而晶圓十二B廠則肩負著先進製程的研發重任。

  • 台南科學園區: 這裡是另一先進製程重鎮,擁有晶圓六、十四、十八廠與先進後段封測二廠;其中,晶圓十八廠是N3家族(N3、N3E、N3P、N3X)及N5家族(N5、N5P)等先進製程大規模量產的主力。

  • 台中科學園區: 設有晶圓十五廠(GIGAFAB®)與先進後段封測五廠,主要生產如20奈米、28奈米等成熟製程。

  • 高雄: 高雄已成為N2製程佈局的另一重要據點,晶圓二十二廠正加速建設,目標是在2025年投入量產。

  • 先進後段封裝測試: 除了晶圓製造,竹南、龍潭、桃園,乃至規劃中的嘉義先進封測七廠,都是CoWoS®、InFO®等3DFabric™先進封裝技術發展的關鍵。


儘管積極全球化,台積電仍將最尖端的研發(如A16、A14)與初期量產(如N2)優先部署於台灣,鞏固技術領導地位,但也使其面臨地緣政治與自然災害風險的挑戰。



美國亞利桑那州:打造先進製造新據點

亞利桑那州鳳凰城的 Fab 21 綜合廠區,是台積電迄今最大規模的海外投資,總投資額上看1650億美元,目標是建立一個獨立自主的美國本土先進半導體製造聚落。


  • Fab 21 第一期 (模組一): 已於2024年底投入N4製程量產。

  • Fab 21 第二期 (模組二): 廠房已完成,將導入N3製程,預計較原訂時程提前投產。

  • Fab 21 第三期 (模組三): 已開始興建,規劃導入N2、N2P及A16製程,預計2028年至2030年間投產。

  • 未來規劃: 更規劃了第四、五、六模組,預計用於N2、A16及A14等更先進製程;整個廠區最終目標包含六座晶圓製造模組、兩座先進封裝廠與一座研發中心,預計承接全球N2及更先進製程產能的30%。


此大規模擴建不僅是產能增加,更是應對客戶需求、美國《晶片法案》及地緣政治考量的重大策略轉向,意圖在美國建立完整且具韌性的半導體生態系;然而,技術轉移的複雜性與較高的營運成本,仍是其面臨的挑戰。


  • 華盛頓州卡默斯市: Fab 11(前身為WaferTech)則持續營運一座8吋廠,專注於成熟製程。



日本熊本:深化特殊製程合作

台積電在日本透過與索尼、電裝、豐田合資的日本先進半導體製造公司(JASM)進行佈局。


  • JASM 第一期 (Fab 23, Phase 1): 已於2024年底量產,主要提供22/28奈米及12/16奈米製程(亦有提及40奈米),應用於影像感測器、車用半導體等,月產能規劃55,000片。

  • JASM 第二期 (Phase 2): 計劃2025年動工,2027年底營運,導入6/7奈米製程;整體熊本廠區(含一、二期)月產能預計超過10萬片12吋晶圓。

  • 未來可能: 不排除未來在日本設立第三座晶圓廠。


日本策略深受當地關鍵產業夥伴(汽車、影像感測器)及政府支持驅動,初期著重確保日本國內供應鏈安全,而非追求最頂尖邏輯製程,是台積電在海外擴展特殊製程技術的範例。



中國大陸:聚焦成熟製程營運

台積電在中國大陸的南京(晶圓十六廠,12吋)與上海(晶圓十廠,8吋)主要生產成熟製程。


  • 南京 Fab 16: 提供如16奈米、12奈米等成熟製程。

  • 上海 Fab 10: 提供如130奈米、180奈米、0.25/0.35微米等更成熟的製程。


受地緣政治及美國出口管制影響,台積電將中國大陸廠區定位於成熟製程,以服務當地市場對非尖端晶片的需求,同時避免轉移最先進技術。



德國德勒斯登:進軍歐洲車用與工業市場

透過與博世、英飛凌、恩智浦合資成立的歐洲半導體製造公司(ESMC),台積電正式進軍歐洲。


  • ESMC 計畫: 總投資超過100億歐元,獲德國與歐盟支持,廠房已於2024年動工。

  • 目標時程與技術: 預計2027年底量產,專注於車用及工業應用的28/22奈米平面CMOS及16/12奈米FinFET技術,規劃月產能4萬片。


此佈局瞄準歐洲強勁的汽車與工業市場,複製與日本類似的合作模式,但針對不同的特殊製程節點,有助於提升歐洲半導體自主性。



新加坡:成熟製程合資典範

台積電透過與恩智浦合資的矽佳訊(SSMC)在新加坡營運一座8吋廠。


  • SSMC 技術: 專注於0.25微米至0.11微米的成熟及特殊製程,如嵌入式快閃記憶體、混合訊號、射頻(RF)、BCD等。

  • 應用領域: 主要應用於聯網汽車、物聯網、穿戴裝置等利基市場。


SSMC代表了台積電透過長期合資模式,經營成熟特殊製程,服務特定市場需求的策略。



製程技術全景:從 N2 到 A14 的創新之路


2025年,台積電的製程組合涵蓋從最尖端的2奈米到廣泛應用的成熟製程,展現其技術的廣度與深度。



先進製程家族:N2、N3、N4/N5 的量產佈局

  • N2 (2奈米): 預計2025年下半年在台灣新竹Fab 20及高雄Fab 22量產,初期試產良率已達商業水平,主要滿足蘋果、超微、輝達等客戶對極致效能的需求;預計2025年底月產能達5萬片,2026年底達12-13萬片。

  • N3 家族 (N3, N3E, N3P, N3X): 正處於量產高峰期,由台南Fab 18主導生產;N3已貢獻顯著營收,N3E、N3P陸續導入,N3X亦將於2025年量產;針對車用的N3A也即將投入生產。

  • N4/N5 家族 (N4, N4P, N4C, N4X, N5, N5P): 仍是市場主力,由台南Fab 18及美國亞利桑那州Fab 21第一期生產;N5、N4已大規模量產,性能提升版N4P、HPC優化版N4X亦已導入,成本優化版N4C則規劃於2025年供客戶定案。


台積電採取「家族化」製程策略(如N3家族、N4家族),從基礎平台衍生多種版本,滿足不同PPA(效能、功耗、面積)需求,最大化研發效益並提供客戶彈性。



成熟與特殊製程:多元應用的基石


儘管焦點在先進製程,但6奈米、7奈米、12/16奈米、22/28奈米乃至更成熟的技術,仍是台積電穩定營收、服務汽車、物聯網等多元市場,以及支持全球(尤其德國、日本)特殊製程廠區的關鍵。


  • 台灣廠區: 新竹、台南、台中的多座晶圓廠持續提供從150mm到300mm的各類成熟製程。N7(7奈米)在2025年第一季仍佔營收15%。

  • 海外廠區: 美國華盛頓州(Fab 11)、日本熊本(JASM Phase 1)、中國大陸南京(Fab 16)與上海(Fab 10)、新加坡(SSMC)均以生產成熟或特殊製程為主。

  • 特殊技術: 嵌入式記憶體(如N12e RRAM)、高電壓(HV)、SOI、BCD、感測器、射頻(RF)等,建構在成熟平台上,為特定應用提供高附加價值。



全球主要晶圓廠製程節點一覽 (2025)


下表彙整了台積電全球主要晶圓廠在2025年的營運狀況與關鍵製程節點。





表1:台積電全球晶圓廠地點、主要功能及關鍵製程節點 (2025年彙總)

國家/地區

地點 (城市/園區)

晶圓廠名稱/編號 (期別)

主要功能

晶圓尺寸 (mm)

2025年關鍵製程節點 (量產/爬升中)

台灣

新竹科學園區

Fab 2

晶圓代工

150

成熟製程 (如0.15µm, 0.13µm, 0.10µm)

台灣

新竹科學園區

Fab 3, 5, 8

晶圓代工

200

成熟製程 (如0.18µm-0.5µm, 80nm-350nm)

台灣

新竹科學園區

Fab 12A (總部)

晶圓代工/研發

300

0.15µm, 0.13µm, 0.10µm

台灣

新竹科學園區

Fab 12B

研發/晶圓代工

300

28nm, 22nm, 先進製程研發

台灣

新竹科學園區

Fab 20 (寶山P1)

晶圓代工

300

N2 (2nm)

台灣

新竹科學園區

先進後段封測一廠

後段封裝

-

3DFabric™

台灣

新竹科學園區

全球研發中心

研發

-

N2, A16, A14 等未來製程

台灣

台南科學園區

Fab 6

晶圓代工

200

成熟製程

台灣

台南科學園區

Fab 14

晶圓代工

300

成熟製程 (如20nm, 遺產節點)

台灣

台南科學園區

Fab 18 (GIGAFAB®)

晶圓代工

300

N3, N3E, N3P, N3X (3nm); N5, N5P (5nm)

台灣

台南科學園區

先進後段封測二廠

後段封裝

-

3DFabric™

台灣

台中科學園區

Fab 15 (GIGAFAB®)

晶圓代工

300

成熟製程 (如20nm, 28nm)

台灣

台中科學園區

先進後段封測五廠

後段封裝

-

3DFabric™

台灣

高雄

Fab 22

晶圓代工

300

N2 (2nm)

台灣

竹南

先進後段封測六廠

後段封裝

-

3DFabric™ (CoWoS, InFO)

台灣

龍潭

先進後段封測三廠

後段封裝

-

3DFabric™

美國

亞利桑那州鳳凰城

Fab 21 (模組一)

晶圓代工

300

N4 (4nm), N5 (5nm)

美國

亞利桑那州鳳凰城

Fab 21 (模組二)

晶圓代工 (建廠中)

300

N3 (3nm) (預計較原時程提前)

美國

華盛頓州卡默斯市

Fab 11 (WaferTech)

晶圓代工

200

成熟製程 (0.35µm - 0.16µm, 嵌入式快閃)

日本

熊本縣菊陽町

JASM Fab 23 (第一期)

晶圓代工

300

22/28nm, 12/16nm, (40nm)

中國大陸

江蘇省南京市

Fab 16 (台積電南京)

晶圓代工

300

成熟製程 (如12nm, 16nm)

中國大陸

上海市松江區

Fab 10 (台積電中國)

晶圓代工

200

成熟製程 (如130nm - 0.35µm)

新加坡

-

SSMC (合資)

晶圓代工

200

成熟/特殊製程 (0.25µm - 0.11µm)



未來藍圖:新廠計畫與次世代技術革新


台積電不僅鞏固當前優勢,更積極擘劃未來,透過新廠擴建與次世代技術研發,確保長期的領導地位。


N2 之後:A16 與 A14 製程的演進

  • N2 衍生製程 (N2P, N2X): 作為N2的強化版與高效能版,預計2026年下半年投入生產,分別瞄準手機/HPC與特定客戶(如傳聞中的AMD Zen 6)需求。

  • A16 (1.6奈米): 將導入創新的「超級電軌」(Super Power Rail, SPR)背面供電技術,大幅提升效能與功耗表現,目標2026年下半年發表或生產;生產地點除台灣外,美國亞利桑那州Fab 21第三模組亦規劃導入。

  • A14 (1.4奈米): N2之後的下一代奈米片(Nanosheet)技術,採用更進階的NanoFlex™ Pro架構,預計2028年在台灣首先生產,後續亦規劃導入美國Fab 21第五、六模組;其SPR版本預計2029年量產。


從N系列到A系列的命名轉變,可能標誌著進入埃米(Angstrom)時代以及技術架構(如SPR)的重大革新,提供更細分的解決方案。



全球擴建藍圖:產能與技術的同步擴張


  • 美國 (亞利桑那州): Fab 21 第三至第六模組將陸續導入N2、A16、A14及更先進製程,並興建先進封裝廠與研發中心。

  • 日本 (熊本): JASM第二期導入6/7奈米,2027年底投產;不排除興建第三期。

  • 德國 (德勒斯登): ESMC逐步提升28/22奈米及16/12奈米產能,2027年底投產。

  • 台灣: 持續作為N2、A16、A14等最尖端製程的首發與主要生產基地;後段封裝亦持續擴充,如嘉義先進封測七廠(規劃中)與銅鑼3DFabric™新廠。



未來主要晶圓廠擴建計畫


下表概述了台積電未來主要的晶圓廠擴建計畫。



表2:台積電未來晶圓廠計畫 – 地點、目標製程節點及預計營運時程

地點 (國家/地區)

計畫名稱/晶圓廠 (期別)

目標製程節點

預計營運時程 (量產開始)

主要投資/產能註記

美國 (亞利桑那州)

Fab 21 (模組三)

N2, N2P, A16 (1.6nm)

2028-2030

1650億美元總投資一部分

美國 (亞利桑那州)

Fab 21 (模組四)

N2, A16 (1.6nm)

未明確 (2028年後)

1650億美元總投資一部分

美國 (亞利桑那州)

Fab 21 (模組五、六)

A14 (1.4nm) 及更先進製程

未明確 (2030年後)

1650億美元總投資一部分

美國 (亞利桑那州)

先進封裝廠 (兩座)

先進封裝 (CoWoS等)

未明確

1650億美元總投資一部分

美國 (亞利桑那州)

研發中心

先進製程研發

未明確

1650億美元總投資一部分

日本 (熊本)

JASM (第二期)

6/7nm

2027年底

總投資超200億美元 (含一期)

日本 (熊本)

JASM (潛在第三期)

未定

2030年後

-

德國 (德勒斯登)

ESMC

28/22nm, 16/12nm

2027年底

總投資超100億歐元;月產4萬片

台灣 (新竹寶山)

Fab 20 (持續擴充)

N2, N2P, N2X

N2: 2025 H2; N2P/N2X: 2026 H2

-

台灣 (高雄)

Fab 22 (持續擴充)

N2, N2P, N2X

N2: 2025 H2; N2P/N2X: 2026 H2

-

台灣 (地點待定)

-

A16 (1.6nm)

2026 H2

-

台灣 (地點待定)

-

A14 (1.4nm)

2028

-

台灣 (嘉義太保)

先進後段封測七廠

先進封裝 (3DFabric™)

規劃中

-

台灣 (苗栗銅鑼)

3DFabric™ 新廠

先進封裝 (3DFabric™)

2025年後

-



先進封裝 3DFabric™:超越摩爾定律的關鍵

隨著晶片微縮趨緩,先進封裝與3D堆疊技術(3DFabric™)成為提升系統效能的關鍵;台積電在此領域大力投入,顯示其未來策略中,系統級整合將與先進製程並駕齊驅。


  • CoWoS® 與 InFO®: 對AI與HPC晶片至關重要,台積電計劃在2025年將CoWoS®產能擴增一倍。

  • TSMC-SoIC®: 採用N3製程的SoIC®堆疊技術預計2025年量產。

  • TSMC-SoW™: 革命性的「晶圓級系統整合」技術,目標打造晶圓尺寸的超大型系統,運算力可達現有CoWoS®方案的40倍,預計2027年量產。

  • 全球佈局: 美國亞利桑那州新廠區規劃了先進封裝設施,台灣本土亦持續擴充竹南、嘉義、銅鑼等地的後段產能。



策略意涵與市場展望


台積電2025年的營運與未來規劃,反映了其在全球複雜環境下鞏固領導地位的多重策略。


地緣政治下的全球化:平衡風險與效率

台積電正執行「多廠區、多區域、多節點」的全球化策略,核心目標是降低地緣政治風險、滿足客戶對供應鏈韌性的要求;美國、日本、歐洲的大規模投資是此策略的體現,但也帶來了更高的營運成本與管理複雜性;各國政府的補貼是促成海外擴張的關鍵因素,但如何在不同環境複製台灣的製造效率,仍是重大挑戰。


技術領先與市場需求的雙重驅動

AI與HPC的爆發性成長,是驅動N2、A16、A14及先進封裝技術發展的主要引擎;而汽車電子等市場的強勁需求,則引導了在日本、德國聚焦特殊製程的投資;這種市場區隔化策略,使其能在不同領域保持優勢;面對英特爾、三星的競爭,台積電依靠快速的技術迭代、卓越的製造能力與完整的「晶圓代工2.0」服務模式,持續鞏固領先地位。



鞏固領導地位,迎向未來挑戰


台積電正處於關鍵的轉型與擴張期,其全球擴張的成敗,繫於能否在海外成功複製其高效的製造文化與創新能力;雖然積極全球佈局,但最尖端的研發與下一代製程(如A14)的首次量產,預期仍將優先集中於台灣,這使得台灣在全球科技生態系中持續扮演不可或缺的核心角色。


展望未來,台積電的多面向策略——平衡技術創新、市場需求、地緣政治風險與營運效率——將是其能否在未來數十年持續引領全球半導體產業發展的關鍵。

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