近日，台積電正式公佈了2023年報，其中對過去一年的公司業績做了一個詳盡的回顧，同時也對2024年的市場發展做了展望和預測。

台積電董事長劉德音和總裁魏哲家在年報中指出，2023年對全球半導體產業而言是充滿挑戰的一年，但我們也見證了生成式AI相關應用的興起，台積電更是其中的關鍵驅動者。儘管面臨短期挑戰，但台積電的技術領先地位使公司的表現優於晶圓製造產業，也讓我們處於有利的位置，以掌握未來的AI和高性能運算（HPC）相關成長機會。

其表示，AI應用目前仍處於起步階段，而無論採取何種設計，AI晶片都需要運用最先進的半導體技術和封裝解決方案、強大的晶圓製造設計生態系統以及高良率來生產更大尺寸（ die size）的晶片，而這些都是台積電的優勢。目前台積電營收總額的大約70%是來自16nm和更先進的製程技術。隨著3nm和2nm製程技術的貢獻在未來幾年將逐漸增加，這個比例只會持續成長，台積電的成熟製程技術約佔營收總額的20%。

其提到，台積電在成熟過程上著重於為特殊製程技術打造高良率的產能，2023年台積電與客戶密切合作，推出了用於智慧型手機的N6RF+、用於相機的互補金屬氧化物半導體影像感測器（CIS），以及汽車與工業應用的22nm磁性隨機存取記憶體（MRAM）等特殊製程技術。台積電的3nm製程技術在2023年下半年邁入高度量產且成長強勁，N3製程技術在2024年與未來幾年中將貢獻更多的營收。

劉德音和魏哲家表示，台積電的2nm進展順利，按計畫將在2025年邁入量產，成為業界當時在密度和能源效率上均為最先進的半導體技術。台積電N2將採用奈米片（Nanosheet）電晶體結構，其效能及功耗效率皆提升一個世代，以滿足節能運算日益增加的需求。作為N2技術平台的一部分，台積電也為N2開發了背面電軌（backside power rail）解決方案，最適合高效能運算相關應用。 N2背面電軌將在2025年下半年推出供客戶採用，並於2026年量產。根據台積電的觀察，N2在高效能運算和智慧型手機相關應用方面引起很大的客戶興趣和參與，興趣和參與程度比N3在同一階段時更高。

此外，對節能運算能力的高度需求，需要以可負擔的成本，利用先進的流程以及封裝技術，實現更低功耗的大規模互連。台積電的3DFabric後段技術包括CoWoS和InFO先進封裝技術家族，其中CoWoS技術在2023年受惠於眾多客戶AI晶片的強勁需求。台積電的前段3DIC技術TSMC-SoIC（系統整合晶片）也於2023年進入量產，讓客戶的下一代旗艦型A​​I產品得以產出。

劉德音和魏哲家指出，台積電海外擴張決策是基於客戶需求和必要的政府支持，以最大化台積電股東的價值。在美國，我們在亞利桑那州的第一座晶圓廠在廠務基礎建設、公用設施和設備安裝方面已取得了良好進展，預計在2025年上半年開始N4過程技術的量產，並相信亞利桑那州晶圓廠將能夠提供與台灣晶圓廠相同水準的製造品質和可靠性。

此外，台積電還在日本熊本建造一座十二吋的特殊製程技術晶圓廠，該晶圓廠預計將如期在2024年第四季邁入量產。台積電也宣布了計劃在德國德勒斯登建立一座以汽車與工業應用為主的特殊製程晶圓廠，建設工程計劃將於2024年第四季展開。儘管海外晶圓廠的起始成本高於台積電在台灣的晶圓廠，但台積電有信心控制及最小化成本差距。

業績小幅下滑，未來即將回暖

財務方面，台積電2023年全年合併營收為新台幣2兆1,617億4,000萬元，較前一年的2兆2,6389,000萬元減少4.5%；稅後淨利為新台幣8,385億元，每股盈餘為新台幣32.34元，較前一年稅後淨利1兆165億3,000萬元及每股盈餘39.20元均減少了17.5%。

若以美元計算，台積電2023年全年合併營收為693.0億美元，稅後淨利為268億8,000萬美元，較前一年的全年合併營收758億8,000萬美元減少了8.7%，較前一年的稅後淨利340億7,000萬美元減少了21.1%。

台積電2023年毛利率為54.4%，前一年為59.6%；營業利益率為42.6%，前一年則為49.5%。稅後純度為38.8%，較前一年的稅後純益率44.9%減少了6.1個百分點。台積電2023年現金股利配發總額由前一年的每股新台幣11.0元提高至每股新台幣11.25元。

半導體產能方面，台積電2023年晶圓出貨量達1,200萬片十二吋晶圓約當量，2022年為1,530萬片十二吋晶圓約當量；2023年台積電先進製程技術（7奈米及以下先進製程）的銷售金額佔整體晶圓銷售金額的58%，高於2022年的53%；台積電在2023年提供288種不同的製程技術，為528個客戶生產1萬1,895種不同產品；2023年台積電佔全球半導體（不含記憶體）產值的28%，2022年年為30%，主要是半導體產業的庫存調整所致。

具體營收來源方面，台積電營業收入淨額以地區劃分（主要依據客戶營運總部所在地），北美市場佔68%、中國大陸市場佔12%、亞太市場（不含日本與中國大陸）佔8%、歐洲、中東及非洲市場佔6%、日本市場佔6%。依據產品平台區分，高效能運算佔43%、智慧型手機佔38%、物聯網佔8%、車用電子佔6%，消費性電子產品佔2%，其他產品佔剩餘的3%。

公司業務合作方面，2022年8月，台積電宣布計畫與羅伯特博世公司（Robert Bosch GmbH）、英飛凌科技股份公司（Infineon Technologies AG）和恩智浦半導體（NXP Semiconductors NV）共同投資位於德國德勒斯登的歐洲半導體製造公司（European Semiconductor Manufacturing Company, ESMC），以設立一座專注於汽車和工業應用的特殊製程技術晶圓廠。 ESMC預計採用台積電28/22nm平面互補金屬氧化物半導體及16/12奈米鰭式場效電晶體（FinFET）製程技術，月產能約40,000片晶圓。

公司人事方面，到2023年年底，台積電及其子公司的員工總數超過7萬6,000人。 2023年12月，台積電宣布劉德音計畫於民國2024年6月從公司退休，且將不參與董事改選，台積電提名及公司治理與永續委員會推薦魏哲家在維持其總裁職務的同時，接任台積電下屆董事長，並將以2024年6月下屆董事會選舉結果為主。

未來展望方面，台積電預計估計2023年全球半導體（不含記憶體）市場產值將達到4,810億美元，相較2022年衰退2%。其中，從事半導體製造的積體電路製造服務業產值衰退至1,140億沒雲，較2022年衰退13%。

台積電表示，展望2024年，總體經濟與地緣政治的不確定性仍高。然而，台積電預計許多電子產品終端需求，諸如智慧型手機與個人電腦，在連續兩年衰退後受壓抑的需求支撐下逐漸恢復為溫和成長。此外，AI相關的加速導入也將引燃半導體需求。另外，台積電預計系統公司與積體電路公司的整體超額庫存將大部分在2024年上半年被消化且回至健康水位，為2024年的成長設立堅固基礎。

長期而言，因上述大趨勢與電子產品採用半導體的含量提升，台積電預計自2023年至2028年，全球半導體（不含記憶體）市場成長為高個位數百分比年複合率。在此之上，台積電預期積體電路製造服務領域的成長可望較全球半導體（不含記憶體）市場之年複合成長率更為強勁，源自於無晶圓廠設計公司持續擴大市場份額，整合元件製造商增加委外製造，以及系統公司增加採用自有特殊應用元件（Application Specific Integrated Circuits, ASIC）等因素。

五大平台是營收主力

台積電表示，差異化的競爭優勢將使台積電更能掌握未來積體電路製造服務領域的成長機會。針對智慧型手機、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製程技術為中心轉變為以產品應用為中心，台積電已分別建構五個對應的技術平台，提供客戶完整且具競爭優勢的邏輯製程技術、特殊製程技術、IP，以及封裝測試技術，協助客戶縮短晶片設計時程及加速產品上市速度。這五個技術平台分別為：

高效能運算：在巨量資料運算和人工智慧應用創新的驅動下，高效能運算已成為台積電業務成長的主要動力之一。台積電為無晶圓廠設計公司及系統公司客戶提供領先的邏輯製程技術，例如3奈米鰭式場效電晶體（3nm FinFET, N3）、4奈米鰭式場效電晶體（4nm FinFET, N4）、 5奈米鰭式場效電晶體（5nm FinFET, N5）、6奈米鰭式場效電晶體（6nm FinFET, N6 ）、7奈米鰭式場效電晶體（7nm FinFET, N7）、12奈米／16奈米鰭式場效電晶體（12/16nm FinFET, N12/N16）等，以及包含高速互連技術等完備的IP，以滿足顧客產品在任何地點、時間傳輸和處理大量資料的需求。尤其，台積電推出了為高效能運算產品量身打造的製程技術–N4X與N3X，分別在台積電5nm與3nm系列製程技術中，展現極致效能與最高運作時脈。基於先進製程技術，多種高效能運算產品已被導入市場，例如人工智慧加速器（人工智慧圖形處理器和人工智慧特殊應用元件）、個人電腦中央處理器、消費性圖形處理器、可程式邏輯閘陣列（Field programmable gate array, FPGA）、伺服器處理器、高速網路晶片等。這些產品可應用於目前及未來的5G/6G通訊基礎設備、人工智慧、雲端（Cloud）和企業資料中心（Data center）。台積電也提供涵蓋CoWoS、整合型扇出（Integrated Fan-Out, InFO）和TSMC-SoIC的多種TSMC 3DFabric先進封裝及矽堆疊技術，協助完成同質和異質晶片整合，達到客戶對高效能、高運算密度和高能源效率、低延遲以及高度整合的需求。

智慧型手機：針對顧客在頂級產品的應用，台積電提供領先的N3增強型（N3 Enhanced, N3E）、N3、N4強效版（N4 Plus, N4P）、N4、N5強效版（N5 Plus , N5P）及N5等邏輯製程技術及完整的IP，更進一步提升晶片效能、降低功耗及晶片尺寸。針對客戶在主流產品的應用， 則提供廣泛多樣的邏輯製程技術，包括6奈米鰭式場效電晶體、7奈米鰭式場效電晶體強效版（7nm FinFET Plus, N7+）、7奈米鰭式場效電晶體、12奈米鰭式場效電晶體精簡型強效版（12nm FinFET Compact Plus, 12FFC+）、12奈米鰭式場效電晶體FinFET精簡型（12nm FinFET Compact, 12FFC）、16奈米鰭式場效電晶體精簡型強效版（16nm FinFET Compact Plus, 16FFC+）、16奈米鰭式場效電晶體精簡型（16nm FinFET Compact, 16FFC）、28奈米高效能精簡型製程技術（28nm High Performance Compact , 28HPC）、28奈米高效能精簡型強效版製程技術（28nm High Performance Compact Plus, 28HPC+），和22奈米超低功耗（22nm Ultra-Low Power, 22ULP）等，以及完備的IP，滿足客戶對高效能、低功耗晶片產品的需求。此外，不論頂級與主流產品應用，台積電也提供客戶領先業界且具高度競爭力的特殊製程技術為客戶產出配搭邏輯應用處理器的特殊製程晶片，包括射頻、射頻前端、嵌入式記憶體、新興內存、電源管理、感測器、顯示晶片等特殊製程技術，以及領先產業的多種TSMC 3DFabric先進封裝技術，如整合型扇出技術。

物聯網：為了滿足物聯網在多元聯網、智慧和節能的三大發展趨勢，台積電除了提供客戶堅實的邏輯技術，包括5奈米、6奈米、7奈米、12奈米、16奈米、28奈米等，亦以其邏輯技術為基礎，建構了領先、完備，且高整合度的超低功耗技術平台來實現客戶智慧物聯網（Artificial Intelligence of Things, AIoT）的產品創新。台積電領先業界的超低功耗技術具備能源效率與高效能，包括採用FinFET架構的新一代6奈米技術－N6eTM值與12奈米技術－N12eTM值技術，能夠提供更多運算及人工智慧推理（AI inferencing ）能力，並降低系統功耗。此外，基於平面電晶體架構的主流技術，例如22奈米超低漏電（Ultra-low Leakage, ULL）技術、28奈米ULP技術、40奈米ULP技術，以及55奈米ULP技術，也已被各種物聯網系統單晶片（IoT system-on-a-chip, IoT SoC）和電池供電的產品所廣泛採用以延長電池壽命。

同時，台積電ULP技術平台也提供客戶完整的特殊製程技術，涵蓋射頻、強化版類比元件、嵌入式快閃記憶體、新興記憶體、感測器和顯示器元件、電源管理晶片等特殊製程技術，以及包含整合式扇出技術的多種TSMC 3D結構先進封裝技術，以支援智慧物聯網廣泛且快速成長的各種產品應用，包含應用處理器（Application Processor, AP）與邊緣運算微控制器（Microcontroller, MCU）、無線連網、藍牙、基頻處理器、無線射頻辨識、 顯示器元件、電源管理相信篇等的需求。對於極低耗電量（Extreme-low Power）產品的應用需求，台積電更進一步擴展低操作電壓（Low Operating Voltage, Low Vdd） 技術，並提供更寬操作電壓範圍的電子電路模擬模型（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis, SPICE）及設計指南，以降低採用門檻及導入時間，協助客戶成功推出創新產品。

車用電子：台積電提供完整的技術與服務，以滿足車用電子產業的三大應用趨勢：建造更安全、更智慧、更環保的交通工具。同時，也是業界推出堅實的車用IP生態系的領導公司之一，提供5奈米、7奈米與16奈米鰭式場效電晶體技術，以滿足下一世代交通工具－內燃機引擎（ Internal Combustion Engine, ICE）及電動車對先進駕駛輔助系統、先進座艙系統（In-Vehicle Infotainment, IVI），與新型電氣／電子架構的區域控制器的需求。台積電於民國一百一十二年推出3奈米技術Auto Early（N3AE）解決方案，提供汽車製程設計套件（Process Design Kits, PDKs），支援車用客戶提早採用業界最先進的3奈米製程技術設計車用電子應用產品。

除了先進邏輯技術平台外，台積電亦提供廣泛且具競爭力的車用規格（Automotive Grade）特殊製程技術，包括28奈米嵌入式快閃記憶體，28奈米、22奈米，和16奈米毫米波射頻，高靈敏度的互補式金氧半導體影像感測器（CMOS Image Sensor, CIS）／光學雷達（Light Detection and Ranging, LiDAR）感測器和電源管理晶片技術。新興的磁性隨機存取記憶體（Magnetoresistive Random Access Memory, MRAM）方面，22奈米技術已展現符合汽車Grade-1標準的能力，而16奈米技術也於2023年透過汽車Grade -1標準的驗證。這些技術均符合台積電基於美國車用電子協會（Automotive Electronic Council, AEC）AEC-Q100汽車等級製程規格驗證標準，或客戶對技術規格的要求。

消費性電子：台積電提供客戶領先且全面的技術，以推出應用於消費性電子產品人工智能智慧元件，包括智慧電視（Digital TV, DTV）、機上盒、具備人工智慧的智慧數位相機（AI-embedded Smart Camera）及相關的無線區域網路（Wireless Local Area Network, WLAN）、電源管理晶片、時序控制器（Timing Controller, T-CON） 等。台積電領先業界的N6、N7、16FFC/12FFC、22ULP/ ULL 及28HPC+技術，已被全球領導的8K/4K數位電視、4K流媒體機上盒/過頂服務（Over-the-top, OTT ）、數碼單鏡頭相機（Digital Single-lens Reflex, DSLR）等廠商廣泛採用。針對客戶排佈密集的晶片設計，台積電將持續縮小晶片尺寸，推出更具成本效益的技術，並推出更低功耗的技術，以利採用更具成本效益的封裝。

台積電的短期業務發展計畫是：

• 持續投資擴大產能及研發，以擴大市場及維持台積電在先進製程技術領域的市場佔有率。
• 開發新客戶及新的應用領域，以維持台積電在主流技術製程領域的市場佔有率。
• 持續強化高效能運算、智慧型手機、物聯網、車用電子及消費性電子產品技術平台的競爭優勢，以擴展台積電在這些產品應用的專業積體電路製造服務業務。
• 進一步拓展台積電在新興市場及發展中市場的業務與服務。

台積電的長期業務發展計畫是：

• 持續以可預測的步調發展先進製程技術，提升節能運算效能。
• 進一步發展衍生性半導體製程技術，來增加特殊過程相關應用對營業的貢獻。
• 提供更多整合服務，涵蓋產品系統整合設計（System-Level Integration Design）、設計技術定義、 設計工具發展、晶圓製造、TSMC 3DFabric先進封裝與晶片堆疊技術，以及後段封裝測試等，通過最佳化解決方案為客戶提供更高的價值。

值得關注的地方

先進製程方面，台積電2023年報中提到，2023年台積電的2奈米研發著重於基礎製程製定、良率精進、電晶體及導線效能改善以及可靠度評估。預計在本年度（2024年）內，重要客戶完成晶片設計，開始做驗證。台積電同時也會發展低阻值重置導線層、超高效能金屬層間電容以及晶背供電網路，持續進行2奈米製程技術效能提升，此項對比2022年報中沒有太大變化。

不過，台積電首次在年報裡提到了14埃米製程技術，其表示14埃米平台製程技術的開發展現了良好的進展，相較於2奈米製程技術，14埃米平台製程技術預期將提供優越的速度、功耗、密度及成本的改善。

台積電在去年年底的國際電子元件會議(IEEE International Electron Devices Meeting, IEDM)的「Future of Logic」(Future of Logic)未來邏輯專題研討會上首次正式提及1.4奈米即14艾米的名稱為「A14 」，其表示14埃米製程早已在研發之中，2奈米則將如期於2025年量產，考慮到每項製程的研發時間，14埃米大概會在2027~2028年實現量產。

2022年年底時，比利時微電子研究中心（Imec）就曾預期，未來10年仍可維持每2年微縮一個製程節點的速度前進，2026年將進入艾米（angstorm）時代。設備商則認為，台積電未來將在台灣建造14埃米、10埃米晶圓廠，其中14埃米晶圓廠落腳高雄機率高。

先進封裝方面，台積電表示，已經對CoWoS-S 3.3倍光罩尺寸（1倍光罩尺寸~830mm2）中介層完成驗證，並於2023年生產。第一代CoWoS-L技術於2023年成功開發，並將於2024年進入生產。 HBM3E已準備好在CoWoS-S和CoWoS-L上進行生產。對於HBM4等下一代堆疊內存，台積電正在計劃對CoWoS進行技術升級以滿足性能要求。

2023年，台積電已大量生產第八代整合型扇出層疊封裝技術（InFO_PoP Gen-8）以支援行動應用。第九代InFO_PoP也已成功通過了行動應用的認證。第五代InFO_oS於2023年通過認證，可提供更大的整合特殊應用積體電路（Application specific Integrated Circuit, ASIC）面積、更大的封裝尺寸和更高的頻率。第一代InFO_M_PoP已於2023年開始量產。具有背面線路重布層（RDL）的下一代InFO_PoP技術於2023年通過認證，並準備在2024年開始量產。

此外，台積電還在2023年開發了一種獨特的後段製程可減少導孔電阻的先進導線技術，此外，為了未來導線連接應用而研究的新材料，也展現出顯著線路電阻的降低。

在尖端技術研究方面，台積電在2023年的超大型積體電路技術與電路研討會（Symposia on VLSI Technology and Circuits）上，展示了在接觸長度微縮下創紀錄地低的接觸電阻，單層二維二硫化鉬通道電晶體在接觸長度低至30奈米時都還具有相同的驅動電流。在2023年舉行的國際電子元件會議（International Electron Device Meeting, IEDM），台積電成功展示了第一個具有兩個二維單層二硫化鉬通道的堆疊奈米片元件。透過閘極介電解質優化，也展示了具有高導通電流的高性能的閘極長度40奈米單片單層二維二硫化鉬納米片n型場效電晶體。同時也在2023年的IEDM首次展示了n型二硫化鉬和p型二硒化鎢的二維電晶體，具有相似的高導通電流。這個導通電流也創下了p型二維電晶體的高導通電流紀錄。互補金氧電晶體的展示將n型二硫化鉬電晶體和p型二硒化鎢電晶體整合在同一晶片上，結果幾乎沒有改變的效能。

在人工智慧等領域中，台積電在2023年的IEDM上推出了一款基於無砷的矽氮鍺碳碲（SNGCT）的記憶體選擇器（Selector）和自旋力矩轉移-磁阻式隨機存取記憶體（STT-MRAM）的新型1S1R記憶體元件。此1S1R裝置展示了出色的寫入和讀取性能，包括低寫入電壓、高速度、低寫入錯誤率、高寫入耐久性以及出色的抗讀取乾擾能力。在2023年的國際固態電路會議（International Solid-State Circuits Conference, ISSCC），展示了一款具有4MB混合模式的電阻式隨機存取記憶體（ReRAM）的記憶體運算（Compute-in-Memory, CIM ） 宏的非揮發性人工智能邊緣運算（AI-Edge）處理器。此CIM宏包含可設定模式的電路，支援巨集內的近記憶體運算（Near-Memory Computing, NMC）和記憶體運算（In-Memory Computing, IMC）模式。在文獻報告的非揮發性AI-Edge處理器中，由台積電提出的22nm AI-Edge處理器實現了最高的能源效率。

另外值得注意的是，2023年台積電的離職率為3.7%，對比2022年的6.7%，2021年的6.8%，雖然都在10%的健康離職範圍內，但台積電的離職率出現了大幅下降，一方面是行業環境影響，另一方面也可能是台積電在員工福利待遇問題方面做出了改善，例如近幾年執行的“全球員工意見調查”，其採用高績效企業員工體驗模型，藉此了解台積電在員工體驗上的優勢與機會點，並依此制定行動方案，促進人才的留任。（半導體產業觀察）