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谁将成为下一代领导者?晶圆代工厂商竞合策略解读

2017-05-02 11:13
龙凰
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晶圆代工争霸战 第四篇 :英特尔VS格罗方德VS中芯

全球第一大半导体公司 Intel 近几年来,由于在个人电脑市场持续衰退、又在行动通讯市场表现不佳,势必要寻找其他成长动能。

以 Intel 的定位来说,本身 x86 平台已经有完善的垂直整合生态,然而 ARM 市场对 Intel 可说是未开辟的市场,特别是 ARM 的授权模式让 Intel 可以直接从代工服务切入,开辟新的营收动能。

为了重整态势,4月时intel在公布2016年第一季财报后、宣布全球将裁员12000人,并宣布退出行动通讯系统晶片市场。

此举放弃了Atom晶片 (包括 Sofia 处理器和原预计于 2016 年上市的 Broxton 处理器) 而用于平板的Atom X5也将逐渐淡出市场,但市场上大多人忽略的是intel早在2014年时就入股展讯,间接持有20%的股权,为未来行动处理器业务铺路意味甚深。

2016 年 8 月,Intel 在年度开发者大会 (Intel Developer Forum, IDF) 宣布开始处理器架构供应商 ARM 的 IP 授权,并首度直接表态“英特尔专业晶圆代工正协助全球各地的客户”,未来将开始扩大抢食 ARM 架构的代工市场。

Intel 选择 ARM Artisan 平台,说明未来 ARM 架构的晶片厂都可以选择 Intel 的代工服务。据Intel 的官方讯息指出: Intel 专业晶圆代工(Intel Custom Foundry) 将作为提供代工服务的基地,并宣布第一批产品将用于 LG 和展讯上。

LG 将使用 Intel 的 10 纳米平台以制造自家的 64-bit ARMv8 mobile SoCs;而原先就是 Intel 控股的展讯则采用 Intel 的 14 纳米制程晶圆代工服务。

值得一提的是,若展讯选择 Intel 14 纳米制程代工服务,则该晶片将可能吸引三星的手机订单──事实上三星在新兴市场、比如印度,早已推出好几款采用展讯晶片的低阶智慧型手机。

未来 14 纳米制程晶片可能上到中阶手机采取。从一家身为IDM (Integrated Device Manufacturer, 整合元件制造) 公司转型到先进制程晶圆代工,Intel 的每一步都意欲在行动通讯市场上力挽狂澜。

在制程技术上,Intel 确实有世界顶尖的技术工艺。国际半导体评测机构 Chipworks 指出其 14 纳米制程将晶片的电晶体鳍片间距做得最为紧密,真正达到了 14 纳米,而非台积电与三星的宣称的 16 纳米/ 14 纳米,事实上仅有 Intel 20 纳米的程度。

Chipworks 的测验结果也证实了其电晶体效能均领先其他竞争对手。

但晶圆代工著重的不只是制程──产量、良率与背后的一连串支援服务,才是晶圆代工真正的关键价值链,对此张忠谋也指出英特尔并不是专业晶圆代工,只是把脚伸到池裡试水温,并道:“相信英特尔会发现水是很冰冷的”。

但亦可得知2017年晶圆代工产业的竞争将会更为激烈。2017年各家晶圆代工厂的决胜点将是7 纳米先进制程。

10纳米制程因物理侷限,仅是针对降低功耗做改善,效能上难以突破。到了7纳米、才会是突破10纳米效能极限的先进制程,因此被各家厂商视为决胜点。

目前市场上的三大阵营台积电、三星与格罗方德都已经积极投入资源研发该制程,至于结果会如何,只能静静等待市场结果了。

格罗方德 (GlobalFoundries) 成立于 2009 年 3 月,是从美商超微 (AMD) 公司亏损连连后拆分出来的晶圆厂,加上阿布达比创投基金 (ATIC) 合资成立。

AMD 仅持有 8.8% 股份,余下大部分由 ATIC 持有。借助背后石油金主 ATIC 的资金优势, 四个月后收购了新加坡特许半导体,成为仅次于台积电和联电的世界第三大晶圆代工厂。

毕竟是由 AMD 拆分出来的公司,格罗方德原先主要承接 AMD 处理器和绘图晶片的生产订单。

然而2011年,AMD Bulldozer 架构的微处理器由格罗方德代工 32 纳米制程时,因良率过低,造成原订 2011 年第 1 季出货的进度,一路延误到 2011 年第 4 季,使得后来 AMD 将部分订单转交给台积电。

ATIC作为金主,持续投入高额资本在先进制程的研发上;然而这条路走得始终不顺遂。台积电在2011 年即量产 28 纳米制程,格罗方德却迟至 2012 下半年才正式量产。

在 14 纳米 FinFET 工艺上,格罗方德于 2014 年获得三星的技术授权专利,但自主研发能力也因此遭人诟病。

从 2009 年创立至今,格罗方德的营利始终是负数,2014 年的净亏损高达 15 亿美元。连续的巨额亏损让石油金主也难以负担,2015 年甚至传出阿布达比因油价腰斩手头紧、打算脱手格罗方德变现的传言。

2014 年 10 月,IBM 请格罗方德收下其亏损的晶片制造工厂、以避免支付更高额的关闭工厂遣散费与后续争讼,并承诺在未来 3 年支付格罗方德现金 15 亿美元。近来传格罗方德将跳过 10 纳米制程,直接跳级进军 7 纳米制程,外界推测是藉由买下 IBM 半导体事业,连同取得重要技术人才与专利。

从格罗方德取得的三星 14 纳米制程技术、到 IBM 7 纳米制程技术,不像台积电自主研发、以自有资金建厂,联电与格罗方德的部分制程技术透过合作联盟或授权而来,在出问题时很难及时调整、或找到人来收烂摊子。成立以来一路走得跌跌撞撞的格罗方德,前景尚且一片茫茫。

中芯国际成立于 2000 年, 2014 年底获得政府 300 亿人民币产业基金支持。中芯试图挤入台积电,Intel 这几家所把持的半导体市场,然后由于财力和制程技术的不足,技术落后台积电至少 2 代以上,使其始终难以承担大型的 IC 设计客户 (如高通) 的重要订单。

为了缩短技术差距,中芯找上了高通寻求技术升级协助。高通该时方被中国大陆反垄断调查、遭重罚 9.75 亿美元,为了示好便答应了和中芯的合作。

2015 年,中芯与高通、华为成立合资企业,研发自有的 14 纳米制程技术,并提出2020年前在中芯厂房投入量产的目标。其中高通的投资金额达 2.8 亿美元,签约时习近平还出席观礼。

中芯目前已于 2015 下半年开始量产 28 纳米制程,这也是中芯的首款产品。该产线也不意外地拿到了高通骁龙 410 处理器的订单。

关于晶圆代工战争的故事就到这边暂且告一个段落。看完了各家大厂间的竞合策略,你认为哪一家最有可能成为下一代的领导厂商呢?

由于摩尔定律逼近极限,让过去台积电能仰赖在制程上甩脱对手一个世代、降低成本绑住订单,藉以维持高毛利的作法将日益困难。

加上晶片越做越小、漏电流发生的可能越大,良率也势必跟著下跌;因此未来朝向能管控成本的规模化,以及因应少量客制化需求的生产管理 Know-how,将成为未来晶圆代工厂竖立竞争力的方向。

2016 年 7 月,台积电陆续出货整合型扇形封装 (InFO)、跨足终端封装技术,即是台积电迈向规模化发展的其中一步。然而封装的人力需求比晶圆制造来得高,后续的自动化进程将会如何,尚待未来分解。


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