财经八姐:芯片之战系列五

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发布时间:2018-06-11 12:26

财经八姐:芯片之战系列五--代工行业的霸主台积电

2018-06-11 12:04来源:FX168财经三星/技术/公司

原标题:财经八姐:芯片之战系列五--代工行业的霸主台积电

"台积电的奇迹绝对没有停止,就像我们运动会上喊的我爱台积(电)、再创奇迹,奇迹会一次又一次创造。"这是张忠谋2018年6月5日最后一次主持台积电股东会时向与会者发出的鼓舞之声。当天,这位现年87岁的台积电创始人兼董事长宣布正式退休,且退任董事。自张忠谋1987年在台湾创立台积电,并领导台积电大约30年里,台积电在科技业中屡屡创出新的奇迹,改写了半导体行业的格局,亦奠定了台湾在半导体行业中举足轻重的地位。

有媒体评价,如果苹果公司的创始人乔布斯通过创新商业模式而改变了世界,被时代杂志评选为史上最有影响力的人之一的话,那么张忠谋所创立的台积电,便是推动科技业加速进步的幕后推手。没有张忠谋开创出晶圆代工模式,人们日常必备的智能手机等设备不可能像今天这样先进和普及。

下面我们就来看看这个在芯片代工业拥有霸主地位的台积电的一些具体情况。

专业芯片代工模式开创者

台积电成立之前,芯片设计和制造都还只有IDM(Integrated Device Manufacture,集成器件制造)模式。这种模式简单的就是设计、制造一条路,后端的封测之类也都自己来。比如英特尔和三星都还采用这种模式。但IDM模式对"玩家"要求极高,一方面芯片设计研发花费惊人,建设晶圆厂更是需要大笔资金投入。随着半导体制造工艺的进步和晶圆尺寸的增大,技术和成本挑战也越来越大。

当时在TI(德州仪器)担任副总裁的张忠谋看到了半导体设计公司和制造厂代工的分离趋势,回到台湾创立了台积电(TSMC),从事专业的代工,为芯片设计公司做专业流片。

这就是现在半导体领域的晶圆代工(Foundry)+Fabless模式。所谓Fabless模式,就是无工厂,专注从事芯片设计,比如现在苹果、高通、英伟达、华为海思、展讯等都是所谓Fabless模式。这些公司把芯片设计好交给台积电或其他专门的晶圆代工(Foundry)生产流片。

因此,这样分工,台积电就一直专注于Foundry模式。在张忠谋的带领下,台积电在Foundry界左冲右突,尤其是最近十年,台积电在先进制程上一直领跑业界,奠定了Foundry一哥地位。

生产工艺先进,销售额遥遥领先

在芯片代工市场上,台积电的霸主地位可以说是极其稳固。

在去年3月份的制造大会上,英特尔提议使用晶体管密度来衡量制程的先进性,并在大肆宣传自己的14nm技术。而此时三星和台积电已经开始量产10nm。有专家就以晶体管密度为标准测试了英特尔的14nm与三星及台积电的10nm技术,结果是这两家公司的的10nm都要比英特尔的14nm先进,而且台积电的制程是最先进的。

这个结论是拥有35年半导体行业经验的专家Scotten Jones说的,Scotten在SemiWiki网站上写一些晶圆代工商制程比较和"标准节点"的文章。"标准节点"这个词最早是由ASML提出的,是由制造商普遍共识的一些基本参数计算的,可以视为真正的节点定义,而不是各个制造商标榜的。

网站上名为"标准节点趋势(Standard Node Trend)"文章里,Jones描述了标准节点以及他们的大致时间线,见下图。

(图片来源:SemiWiki网站)

可以看出,英特尔的14nm确实比他们官方认定的要先进(按标准节点的定义,14nm其实是12.1nm),但是比三星和台积电目前的10nm还是要落后。而且,Scotten Jones还根据英特尔的密度定义计算了各制造商的先进制程,计算结果与上图的标准节点的结论一致。

(图片来源:SemiWiki网站)

在已经量产的制程里,可以看出是台积电更为先进一些。

这一点也可以从台积电与三星之前的几个主工艺推出的时间上得到印证。如下表:

(图片来源:互联网)

从上表我们可以看到,三星在14nm之前,每一代一直是落后台积电1年左右时间的,而之后它跳过了20nm这一代,直接推出14nm的产品,跳到了台积电前头。别看14nm数字小但实际上三星14nm和台积电16nm是同代工艺,并且三星这次的大跃进也遇到了良品率的大问题。

另据援引彭博社上月报道,台积电已经开始为2018年款iPhone生产7nm工艺的A12处理器,比iPhone 8和iPhone X目前使用的10纳米芯片体积更小、速度更快、效率更高。

台积电在其2017年Q4的法说会上表示:我们的7nm已经成功为10个客户流片,目前在2个不同的fab做验证,准备18年二季度量产。18年一季度,预期将为更多的客户流片,预计到2018年年底,采用7nm的客户将超过50个,主要运用于移动设备、游戏、GPU、FPGA、网络以及AI。基本上,几乎每个领域里需求高性能低功耗的产品都将使用我们的7nm。

而台积电的对手们就没有这么确定,英特尔10nm什么时候来到?也许是今年下半年。三星呢?可能至少要明年了。三星的Exynos9810采用了10nm制程,高通骁龙845也将采用。格罗方德呢?至少明年。

与此同时,台积电也不会到了7nm就停止,公司计划今年晚些时候用ASML的极紫外光刻机(EUV)升级7nm制程,推出7nm+,这将是EUV光刻的首次商用,将使台积电保持在领先地位。另外,台积电还计划投资4000亿新台币(约合135亿美元),以扩大其对未来技术的研发能力。台积电发言人孙又文表示,公司目前已经在做5nnm芯片的研发,未来将是3nm,甚至更小。

正是由于台积电领先的制造工艺,它的客户遍及全球。除了是苹果iPhone手机核心处理器芯片的唯一供应商之外,台积电的全球460多个客户还包括高通、AMD、英伟达、博通、恩智浦、联发科等芯片制造商。它们均依赖于台积电前沿的制造工艺,打造先进芯片。

2017年,台积电的销售额达到322亿美元,超过了全球第二名晶圆代工厂商格罗方德的5倍,并且超过排名第五的中芯国际的10倍。

(图片来源:互联网)

未来面临的竞争将加剧

首先,台积电需要直面来自内地的芯片代工厂商如中芯等。近几年,在政策的支持下,包括中芯、紫光等在内的半导体厂商正在争相扩张产能。中国大陆这个庞大的市场如今在芯片市场全面发展,在芯片代工市场有中芯国际(2017年是全球第五大芯片代工厂),为三星14nmFinFET工艺作出了重要贡献的梁孟松也加入了中芯国际担任联合CEO负责技术研发,在梁孟松的领导下中芯国际正努力推进14nmFinFET工艺的研发,预计2019年开始进入风险试产的阶段。中芯完全可以凭借自身处在大陆市场的本土优势,在中、低端市场上给台积电带来的压力。

其次,随着芯片制造行业竞争得越来越激烈,台积电更加依赖于苹果、高通、华为海思、比特大陆、英伟达、AMD等重要的客户。比如,2017年,苹果在台积电的营收中占比达22%,在2015年和2016年,该项数字分别对应为16%和17%。然而业内曾经传出这样的消息,苹果公司也在谋求自己制造芯片,包括处理器芯片、指纹芯片和蓝牙芯片等,目的是减轻对供应商的依赖。另外,三星无疑是台积电主要的竞争对手之一,三星的制程工艺在行业中同样有着相当强的竞争力,而当下台积电几个重要客户如NVIDIA、AMD似乎也有意将部分订单分给三星,导致台积电的客户流失,三星更提出了用五年时间将它在芯片代工市场的份额从当前的7个多百分点提升两倍多至25%,这将给台积电造成了巨大的压力。

目前张忠谋从台积电退休后,台积电进入由刘德音和魏哲家"二人共治"的时代,虽然张忠谋在退休前,已经规划好台积电未来2年研发、设计、实验、试产和量产,包括7纳米、5纳米、3纳米制程芯片。但台积电在"双首长制"下是否能长期、稳健地运转下去,目前看还很难说,存在较大的不确定性。八姐认为台积电未来要想维持当前的辉煌并不容易,一方面来自三星的先进制程方面和争抢客户的挑战越来越大,另一方面在中低端市场则面临着中芯国际等的争夺。但同时我们也看到了台积电的努力,加大技术研发资金及人才的投入等。在走过30余载的辉煌之后,台积电将迎接怎样的未来,让我们拭目以待!返回搜狐,查看更多

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