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晶圓代工之爭,得制程者得天下?

2019-06-25來源: dramx關鍵字:晶圓代工

近日有消息稱,英偉達下一代安培架構GPU及高通下一代處理器將采用三星7nm EUV工藝,三星或將打破臺積電在7nm節點一家獨大的局面。在更高端制程節點上,三星在2019三星代工論壇發布了新一代3nm GAA(閘極全環),臺積電則宣布正式啟動2nm工藝的研發,預計2024年投入生產。英偉達、高通為何考慮轉向三星?除了制程數字,還有哪些要素將影響芯片巨頭對代工廠商的抉擇?

 

不把雞蛋放在一個籃子里

 

三星一直對EUV技術“念念不忘”,如今,這份執念似乎有了“回響”。在2018年,三星因為EUV技術研發難度大,無法立刻量產,眼睜睜看著臺積電憑借7nm DUV技術“包圓”7nm 代工市場。而近期產業鏈消息稱,英偉達綜合代工報價和生產序列,將采用三星7nm EUV工藝生產安培架構GPU,預計2020年投產。高通下一代旗艦SoC驍龍865也將轉向三星的7nm EUV。加上此前IBM宣布采用三星7nm EUV加工Power處理器,以及預計采用自家工藝的三星Exynos 9825,三星在7nm市場展現強勢姿態。

 

在7nm EUV節點,臺積電已經傳出量產消息,高通、英偉達為何考慮從臺積電轉向三星?多位專家向記者表示,對第二供貨商和降低成本的需求,是各大芯片巨頭考慮三星的主要因素。

 

有業內人士向《中國電子報》記者指出,對任何產品、技術來說,如果只有單一的供應商,對于買方客戶是不利的,不僅會壓縮買方的議價空間,也不利于供應鏈安全。在這種情況下,買房客戶往往會基于成本、價格、技術、競爭關系等因素,選擇第二家供應商,促進良性競爭。目前來看,三星7nm EUV能滿足英偉達、高通的要求。

 

集邦咨詢(TrendForce)分析師陳彥尹也向《中國電子報》記者表示,“一家獨大”的技術,容易演變成價格過高的賣方市場。近期眾多客戶重新評估和三星未來的合作,先進制程代工獲將由一家獨占發展為雙雄分食。

 

制程數字不是唯一訴求

 

三星與臺積電的制程之爭由來已久,但從客戶選擇來看,制程數字從不是唯一的考慮因素。例如,蘋果A9處理器采用三星14nm和臺積電16nm雙供應。從制程數字來看,三星領先于臺積電,但用戶普遍反映臺積電16nm效能更好,之后蘋果也選擇完全采用臺積電工藝生產。Gartner半導體和電子研究副總裁盛陵海向《中國電子報》記者表示,除了制程數字,路線圖、服務、產能、質量都會影響客戶對代工廠商的選擇。

 

性能、功耗,正在成為芯片尤其是移動芯片制造的重中之重。英偉達CEO黃仁勛曾在演講中表示,英偉達更看重芯片的性能、能效,而不僅僅是面積大小。李珂也向記者指出,隨著4K/8K的普及,手機越做越大,相比縮小芯片面積,性能的提升與功耗的降低更為重要。

 

代工廠商的技術積累與生態構建,也直接影響“奪單”能力。以臺積電、三星為例,李珂向記者表示,臺積電在產業生態具有先發優勢,技術、工藝、IP積累相對充足,與7nm設備、材料等上下游廠商建立了合作關系。三星在7nm節點是后來者,但近幾年借DRAM漲價的勢頭營收猛漲,能夠支持先進工藝的長期大規模投入,已經有了與臺積電開展競爭的勢頭。

 

封裝技術是代工廠商的另一條護城河,頂尖的代工廠商往往具備頂尖的封裝技術。陳彥尹向記者表示,先進封裝對客戶來說是很重要的評估項目,臺積電的CoWoS和后續的InFO、SOW等先進封裝技術都是吸引客戶的抓手。Digitimes研究顯示,臺積電2.5D CoWoS工藝技術,通過采用硅中介層技術,大幅提升I/O引腳數,從而提升封裝IC的性能,AI芯片的關鍵封裝技術。英偉達GP100、谷歌TPU 2.0等標志性AI芯片產品都采用了CoWoS封裝技術。而臺積電的InFO晶圓級封裝,提升了7nm FinFET技術的競爭力,是奪得蘋果A10處理器訂單的關鍵因素。

 

3nm以下仍有剛需

 

在今年4月三星、臺積電連續宣布最新制程計劃時,提及的數字還是7、6、5nm,在三星公布3nm技術路線后,臺積電直接下探到2nm,逼近摩爾定律極限。如果說在7、6、5nm還有蘋果、高通等大廠能夠跟進,在3、2、1nm節點,能夠跟隨代工廠商繼續微縮制程的客戶企業將十分有限。

 

三星計劃2021年量產3nm GAA工藝,與7nmFinFET相比,3nm芯片面積能減少45%左右,同時減少耗電量50%,并將性能提高35%。三星方面稱,已經將3nm工程設計套件發送給半導體設計企業,共享人工智能、5G移動通信、無人駕駛、物聯網等創新應用的核心半導體技術。臺積電的3nm和2nm預計于2022年和2024年投產,臺積電副總經理陳平指出,無論是智能手機、高性能計算機、自動駕駛汽車和物聯網產品,都需要各種各樣且越來越先進的工藝技術加持。

 

高端、專業化領域,仍然對計算能力提升有著持續的需求,但消費級產品能否繼續下探制程,以規模化生產攤薄成本,則變得難以預測。對代工廠商來說,誰能率先與客戶開發出具備經濟效益的量產模式,就有機會在“極限”制程站穩腳跟。李珂向記者指出,從應用角度來說,3、2nm的產品類別有存儲器、大規模超算CPU、高端FPGA,消費類產品很難大規模應用2、3nm器件。陳彥尹則認為,包含手機、高速電腦等高效能應用,是先進制程的剛性需求,先進制程必然持續演進。

 

晶圓代工從不是簡單的數字游戲。在臺積電、三星的爭奪歷史上,臺積電曾憑借效能和封裝優勢,從三星手里“奪得”蘋果;而產能排隊問題,也曾讓高通從臺積電轉向三星。效能、成本、配套技術、生產序列、生態積累、競爭關系等種種因素,都會左右芯片巨頭的選擇。能同時占據技術制高點和市場制高點,才是最后的贏家。

 

 

關鍵字:晶圓代工

編輯:muyan 引用地址:http://www.bp0.com.cn/manufacture/ic465634.html
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