在這兩天的臺(tái)積電第二季度的法說(shuō)會(huì)上,臺(tái)積電宣布了一個(gè)“晶圓代工(Foundry) 2.0”的新概念。
什么叫晶圓代工2.0呢?過(guò)往的晶圓代工概念通常和晶圓成品的制造加工劃等號(hào),而臺(tái)積電董事長(zhǎng)魏哲家認(rèn)為,2.0版本的晶圓代工就是包含了封裝、測(cè)試、光罩制作等環(huán)節(jié),除去存儲(chǔ)芯片的IDM(整合元件制造商)。
更簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),除了芯片設(shè)計(jì)外,均可歸類進(jìn)晶圓代工2.0當(dāng)中。
臺(tái)積電指出,新定義能更充分反映不斷擴(kuò)展的未來(lái)市場(chǎng)機(jī)會(huì),根據(jù)2.0定義,晶圓制造產(chǎn)業(yè)的規(guī)模在2023年達(dá)到了近2500億美元,相較于1.0版本定義的1,150億美元,規(guī)模大幅增加,其預(yù)估2024年晶圓制造產(chǎn)業(yè)同比增長(zhǎng)近10%。
調(diào)研機(jī)構(gòu)TrendForce 數(shù)據(jù)顯示,舊定義的晶圓代工,臺(tái)積電的Q1市占率達(dá)到了61.7%,而用新定義計(jì)算,臺(tái)積電2023 年晶圓代工業(yè)務(wù)的總市占率為28%。
臺(tái)積電財(cái)務(wù)長(zhǎng)黃仁昭表示,重新定義晶圓代工原因在于,受到國(guó)際IDM廠商要進(jìn)入代工市場(chǎng),使得晶圓代工界線逐漸模糊,另一方面,臺(tái)積電也需要不斷擴(kuò)大自身的代工影響力,尤其是先進(jìn)封裝領(lǐng)域。
不過(guò),臺(tái)積電也重申,會(huì)專注最先進(jìn)后段技術(shù),協(xié)助客戶打造前瞻性產(chǎn)品,也就是說(shuō)未來(lái)還是集中在先進(jìn)封裝相關(guān)而非涉足整個(gè)封裝市場(chǎng)。
英特爾早在2021年就提出了IDM 2.0的戰(zhàn)略,將自己的代工部門獨(dú)立出來(lái),開(kāi)始接受來(lái)自其他無(wú)晶圓廠的訂單,如今臺(tái)積電提出Foundry 2.0的概念,頗有些針?shù)h相對(duì)的感覺(jué),盡管臺(tái)積電接到了英特爾新款處理器的訂單,但在代工市場(chǎng)上,兩家廠商已是直接競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。
誰(shuí)才是真正的代工2.0呢?
英特爾的IDM 2.0
2021年,Pat Gelsinger接任英特爾CEO后,宣布了大膽的IDM 2.0計(jì)劃,他表示,英特爾的未來(lái)目標(biāo)包括了成為領(lǐng)先的半導(dǎo)體代工廠,在當(dāng)時(shí)來(lái)看,這一計(jì)劃有些不切實(shí)際,原因無(wú)他,英特爾在工藝節(jié)點(diǎn)上不僅落后于臺(tái)積電,甚至還輸給了三星。
英特爾清楚地認(rèn)識(shí)到,自己曾引以為傲的半導(dǎo)體工藝技術(shù),如今只能甘居于他人之下,而工藝的落后,反過(guò)來(lái)又影響到了自己的處理器,當(dāng)傳統(tǒng)的PC和服務(wù)器處理器市場(chǎng)面臨更激烈的競(jìng)爭(zhēng)時(shí),昔日巨頭亟需一場(chǎng)革命。
IDM 2.0戰(zhàn)略就是這場(chǎng)革命,它包括了三個(gè)關(guān)鍵組成部分:1)擴(kuò)大英特爾的制造能力,采用行業(yè)領(lǐng)先的工藝技術(shù),2)擴(kuò)大使用第三方代工廠能力,以滿足英特爾內(nèi)部需求,3)成為世界級(jí)的代工廠,目標(biāo)是到2030年成為第二大代工廠。為了實(shí)現(xiàn)這些高目標(biāo),英特爾承諾在四年內(nèi)交付五個(gè)新工藝節(jié)點(diǎn),以重新獲得工藝技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)地位,并計(jì)劃投資1000億美元,通過(guò)在亞利桑那、俄亥俄和德國(guó)的現(xiàn)有工廠擴(kuò)建和新建六個(gè)工廠來(lái)擴(kuò)展產(chǎn)能。
首先可以明確的是,晶圓廠可能是芯片生產(chǎn)中的最昂貴環(huán)節(jié),IDM和Foundry不僅需要不斷投資于新的制造工藝技術(shù),以繼續(xù)提升半導(dǎo)體性能、密度和成本,還需要持續(xù)投資于新的制造能力。歷史上,這兩項(xiàng)開(kāi)支都在指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。英特爾估計(jì),轉(zhuǎn)向極紫外光刻(EUV)技術(shù)將新工廠的成本提高到約250億美元,而下一代高數(shù)值孔徑(High-NA)EUV技術(shù)將進(jìn)一步增加成本,達(dá)到300億美元,其高昂的成本實(shí)際上已經(jīng)把英特爾、臺(tái)積電和三星以外的廠商拒之門外了。
這也是英特爾轉(zhuǎn)向代工領(lǐng)域的理由之一,在先進(jìn)制程上,英特爾的對(duì)手實(shí)際上只有兩個(gè),這兩家廠商還都位于東亞,和北美的芯片設(shè)計(jì)公司有不短的地理距離,作為美國(guó)本土廠商,英特爾具有先天優(yōu)勢(shì)。
但這種地緣上的優(yōu)勢(shì)不會(huì)直接轉(zhuǎn)化成市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的優(yōu)勢(shì),IDM 2.0最關(guān)鍵的一點(diǎn)就是需要英特爾轉(zhuǎn)變自己的商業(yè)策略,從純IDM轉(zhuǎn)換為Foundry,三星和GlobalFoundries已經(jīng)完成了這一轉(zhuǎn)變,GlobalFoundries成為類似臺(tái)積電的純代工廠,而三星則分裂為產(chǎn)品和代工服務(wù)公司,類似于英特爾正在追求的模式。
英特爾之前也嘗試向外部廠商提供代工服務(wù),但實(shí)際競(jìng)爭(zhēng)力有限,問(wèn)題不止是出在價(jià)格上,想要用英特爾的代工服務(wù),就需要用它專有的設(shè)計(jì)工具,并且英特爾不愿為單獨(dú)的產(chǎn)品修改制造工藝,這基本把那些成本和功耗敏感的應(yīng)用拒之于門外了,而在新戰(zhàn)略下,英特爾開(kāi)始學(xué)著像臺(tái)積電這樣的代工廠來(lái)思考和行動(dòng)。
不得不說(shuō),英特爾在痛定思痛后的措施很有成效。
第一個(gè)轉(zhuǎn)變是英特爾不僅開(kāi)放了自己的晶圓廠,還開(kāi)放了英特爾的封裝服務(wù)。英特爾在先進(jìn)封裝方面有長(zhǎng)期的研發(fā)投資,是最早使用多芯片模塊的公司之一,展示了通過(guò)硅通孔(TSV)堆疊芯片的能力,并正在引領(lǐng)未來(lái)高性能應(yīng)用的玻璃基板使用。過(guò)去有公司希望利用英特爾在封裝方面的專業(yè)知識(shí),但英特爾拒絕了這些業(yè)務(wù),除非同時(shí)制造所有的芯片。開(kāi)放其先進(jìn)封裝能力是IDM 2.0下英特爾的初始代工收入增長(zhǎng)點(diǎn),并伴隨著在新墨西哥和馬來(lái)西亞現(xiàn)有設(shè)施中,特別是其嵌入式多芯片互連(EMIB)和3D Foveros封裝能力的額外封裝能力投資,以及在波蘭的新設(shè)施。
第二個(gè)轉(zhuǎn)變是交付新工藝技術(shù)并使英特爾恢復(fù)競(jìng)爭(zhēng)力,并最終達(dá)到領(lǐng)導(dǎo)地位。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),英特爾承諾在四年內(nèi)交付五個(gè)新工藝節(jié)點(diǎn)。在今年的Intel Direct Connect大會(huì)上,英特爾交付了這一承諾,推出了第五個(gè)工藝節(jié)點(diǎn)18A。此外,公司還宣布了第六個(gè)主要工藝節(jié)點(diǎn)14A,并引入了幾個(gè)專業(yè)子節(jié)點(diǎn),這在代工廠中很常見(jiàn),以滿足不同產(chǎn)品和應(yīng)用的各種需求。
英特爾還進(jìn)一步討論了其在每個(gè)工藝節(jié)點(diǎn)和先進(jìn)封裝方面與其他領(lǐng)先代工廠的比較,以展示其目前在競(jìng)爭(zhēng)中的位置以及何時(shí)超越競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。根據(jù)英特爾的說(shuō)法,18A工藝節(jié)點(diǎn)將使公司在高性能計(jì)算(HPC)應(yīng)用中重新處于領(lǐng)先地位,甚至在某些情況下超過(guò)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。英特爾相信14A一代將使公司在移動(dòng)應(yīng)用方面也領(lǐng)先競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。英特爾計(jì)劃恢復(fù)每?jī)赡暌粋€(gè)工藝節(jié)點(diǎn)的正常節(jié)奏。
第三個(gè)轉(zhuǎn)變,是制造能力投資的增加和投資管理方式的改變。由于各國(guó)政府希望確保未來(lái)半導(dǎo)體制造業(yè)的供應(yīng)安全和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng),英特爾在俄勒岡、愛(ài)爾蘭和以色列的現(xiàn)有設(shè)施上大肆投資,還在亞利桑那、俄亥俄和德國(guó)的新建了六個(gè)晶圓廠。大部分初始投資是在沒(méi)有政府補(bǔ)助承諾的情況下進(jìn)行的,如美國(guó)芯片法案。然而,英特爾現(xiàn)已獲得超過(guò)500億美元的美國(guó)和歐洲政府激勵(lì)措施、客戶承諾(從首批五個(gè)18A工藝節(jié)點(diǎn)客戶開(kāi)始)和金融合作伙伴。英特爾還獲得了美國(guó)政府的110億美元貸款和25%的投資稅收抵免。
除了自身的產(chǎn)能投資外,英特爾還與Tower和聯(lián)電這兩家歷史悠久且成功的代工廠合作。Tower將投資于安裝在英特爾新墨西哥設(shè)施中的新設(shè)備,以生產(chǎn)模擬產(chǎn)品,而聯(lián)電將與英特爾合作,利用亞利桑那的三個(gè)舊工廠和工藝節(jié)點(diǎn),從12nm開(kāi)始,支持工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)、通信基礎(chǔ)設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)用。
投資的另一面是如何使用當(dāng)前和未來(lái)的產(chǎn)能。作為一個(gè)純粹的IDM,英特爾歷來(lái)通過(guò)平均每三代工藝節(jié)點(diǎn)改造晶圓廠來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)物理設(shè)施投資的資本化。雖然這允許重新利用結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)施,但它消除了對(duì)舊工藝節(jié)點(diǎn)的支持,這對(duì)許多代工客戶來(lái)說(shuō)非常重要。根據(jù)Omdia Research的研究,只有不到3%的所有半導(dǎo)體是在最新工藝節(jié)點(diǎn)上生產(chǎn)的。因此,英特爾正在從改造晶圓廠以支持新工藝節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)向維持晶圓廠以支持舊工藝節(jié)點(diǎn)的延長(zhǎng)生命周期,如下圖所示。這需要為新工藝節(jié)點(diǎn)提供額外的產(chǎn)能。
值得注意的是,一個(gè)晶圓廠可以支持多個(gè)工藝節(jié)點(diǎn)。工藝節(jié)點(diǎn)之間的設(shè)備高度重用。區(qū)別在于一個(gè)工藝與另一個(gè)工藝的步驟數(shù)量,如浸沒(méi)式光刻與EUV光刻。然而,有些工藝節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換需要更高的新增產(chǎn)能投資,如14A節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)換,因?yàn)橐肓薍igh-NA光刻技術(shù)。英特爾認(rèn)為,到2024年,新資本投資將達(dá)到頂峰。結(jié)果將是2025年開(kāi)始的較低投資和較高回報(bào),特別是隨著新客戶開(kāi)始利用英特爾的舊工藝節(jié)點(diǎn)和完全折舊的工藝節(jié)點(diǎn)。
第四個(gè)轉(zhuǎn)變,也是最令人印象深刻的,是英特爾迅速轉(zhuǎn)向支持行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)工具。正如在Direct Connect大會(huì)上所指出的那樣,英特爾現(xiàn)在支持來(lái)自Ansys、Cadence、Siemens和Synopsys等公司的所有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)EDA工具。這對(duì)于簡(jiǎn)化使用英特爾代工服務(wù)至關(guān)重要。它還克服了其他半導(dǎo)體供應(yīng)商過(guò)去不使用英特爾作為代工廠的最大障礙之一。
第五個(gè)轉(zhuǎn)變,是完成了晶圓制造部門的分離,現(xiàn)在它已經(jīng)成為了英特爾代工廠。英特爾本周宣布了英特爾代工廠的新報(bào)告結(jié)構(gòu),包括回溯到2021年的財(cái)務(wù)重述,制定了統(tǒng)一的收費(fèi)模式,以服務(wù)內(nèi)部和外部客戶,并提供了未來(lái)英特爾產(chǎn)品和英特爾代工組的收入和盈利預(yù)測(cè)。財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)顯示,英特爾代工廠在短期內(nèi)將繼續(xù)虧損,但英特爾相信,到2030年,英特爾產(chǎn)品(60%毛利率/40%營(yíng)業(yè)利潤(rùn)率)和英特爾代工廠(40%毛利率/30%營(yíng)業(yè)利潤(rùn)率)將實(shí)現(xiàn)更高的盈利。
使用英特爾代工廠的外部客戶的一個(gè)好處是該工藝已經(jīng)為英特爾產(chǎn)品進(jìn)行了充分測(cè)試和大規(guī)模生產(chǎn)。這應(yīng)顯著減少外部客戶的生產(chǎn)爬坡時(shí)間。英特爾預(yù)測(cè),到2030年,外部客戶在先進(jìn)封裝、先進(jìn)EUV工藝節(jié)點(diǎn)和舊工藝節(jié)點(diǎn)上的收入將達(dá)到150億美元,并且每個(gè)環(huán)節(jié)都將有強(qiáng)勁的利潤(rùn)率。結(jié)果,英特爾認(rèn)為到2030年將恢復(fù)到兩位數(shù)的投資回報(bào)率。
最后的轉(zhuǎn)變,是英特爾對(duì)作為代工廠的理解。英特爾不僅僅是為外部客戶提供芯片的制造和組裝服務(wù)。英特爾將其視為一個(gè)系統(tǒng)代工廠,將提供各種服務(wù),利用從半導(dǎo)體工藝技術(shù)到系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的廣泛工程專業(yè)知識(shí)。正如英特爾CEO Gelsinger所說(shuō),“機(jī)架正在變成系統(tǒng),系統(tǒng)正在變成芯片。”由于生成式AI工作負(fù)載對(duì)性能的需求不斷增加,將處理、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)放在一起的需求將越來(lái)越大。國(guó)外機(jī)構(gòu)Tirias Research認(rèn)為,到2030年,我們對(duì)芯片的概念將發(fā)生巨大變化。在最高性能情況下,一個(gè)“芯片”可能是一個(gè)需要2000瓦或更多功率的單一封裝。這將徹底改變我們對(duì)系統(tǒng)架構(gòu)的思考方式。
雖然2021年英特爾所提出的IDM 2.0戰(zhàn)略中的目標(biāo)還有一段相當(dāng)長(zhǎng)的路要走,但英特爾已經(jīng)兌現(xiàn)了一部分承諾,并走在成為世界級(jí)領(lǐng)先半導(dǎo)體代工服務(wù)的道路上,目前來(lái)看,同時(shí)擁有先進(jìn)制程與先進(jìn)封裝的英特爾,很有可能成為臺(tái)積電未來(lái)的勁敵之一。
臺(tái)積電的Foundry 2.0
在AI浪潮中,英偉達(dá)是最大贏家,而在數(shù)據(jù)中心計(jì)算引擎制造方面占據(jù)主導(dǎo)地位的臺(tái)積電,也大賺一筆,如今,幾乎所有的CPU、GPU、DPU、XPU和FPGA都由這家中國(guó)臺(tái)灣公司所生產(chǎn)。
在2024年第二季度中,臺(tái)積電營(yíng)收增長(zhǎng)32.8%,達(dá)到208.2億美元,凈收入增長(zhǎng)29.2%,達(dá)到76.6億美元,3納米工藝收入達(dá)到31.2億美元,同比增長(zhǎng)83.9%。
具體到細(xì)分市場(chǎng)之中,HPC業(yè)務(wù)收入首次突破100億美元,同比增長(zhǎng)57%,達(dá)到108.3億美元,環(huán)比增長(zhǎng)24.7%;智能手機(jī)業(yè)務(wù)收入達(dá)到68.7億美元,同比增長(zhǎng)32.8%,但環(huán)比下降4.2%;5納米技術(shù)(包括N5和N4工藝)收入為72.9億美元,同比增長(zhǎng)55%,環(huán)比增長(zhǎng)4.4%;7納米收入下滑1.8%,為35.4億美元,環(huán)比下降1.3%;其他老工藝芯片收入為68.7億美元,占總營(yíng)收的三分之一。
從財(cái)報(bào)中可以發(fā)現(xiàn),臺(tái)積電的市場(chǎng)需求主要受到智能手機(jī)和高性能計(jì)算(HPC)業(yè)務(wù)的驅(qū)動(dòng)。智能手機(jī)業(yè)務(wù)雖然在2023年經(jīng)歷了低迷,但在2024年有所回升,這為臺(tái)積電的未來(lái)投資提供了資金支持。HPC業(yè)務(wù)的增長(zhǎng),尤其是AI訓(xùn)練和推理芯片的需求,推動(dòng)了臺(tái)積電在這一領(lǐng)域的持續(xù)投資和技術(shù)創(chuàng)新。
目前綜合來(lái)看,臺(tái)積電在AI和HPC領(lǐng)域的投資正在逐步顯現(xiàn)成效。盡管臺(tái)積電未具體披露AI相關(guān)收入,但預(yù)計(jì)至少占總收入的9%,約18.7億美元,占HPC收入的17%左右,其中不單是先進(jìn)制程的代工,還有如今頗受歡迎的先進(jìn)封裝,臺(tái)積電計(jì)劃在2026年進(jìn)一步擴(kuò)大CoWoS(硅中介層集成)封裝產(chǎn)能,來(lái)滿足市場(chǎng)需求,2023至2024年,臺(tái)積電CoWoS封裝產(chǎn)能已經(jīng)翻倍,到2026年預(yù)計(jì)將再次翻倍。
魏哲家也在會(huì)議中詳細(xì)闡述了全新的Foundry 2.0戰(zhàn)略,他表示:“臺(tái)積電的使命是成為全球邏輯IC產(chǎn)業(yè)的可信技術(shù)和產(chǎn)能提供者。AI需求的持續(xù)增長(zhǎng)支持了對(duì)節(jié)能計(jì)算的強(qiáng)勁結(jié)構(gòu)性需求。作為AI應(yīng)用的關(guān)鍵推動(dòng)者,客戶依賴臺(tái)積電提供最先進(jìn)的工藝和封裝技術(shù)。我們采用嚴(yán)格的框架來(lái)應(yīng)對(duì)長(zhǎng)期市場(chǎng)需求,主要關(guān)注AI、HPC和5G等行業(yè)大趨勢(shì)。我們的資本投資決策基于技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)力、靈活制造、客戶信任和可持續(xù)健康的回報(bào)。為了確保投資的適當(dāng)回報(bào),我們?cè)诙▋r(jià)和成本上進(jìn)行戰(zhàn)略性調(diào)整。臺(tái)積電正在大力投資于領(lǐng)先的專業(yè)和先進(jìn)封裝技術(shù),以支持客戶的增長(zhǎng)并確保我們作為可信代工伙伴的地位?!?/p>
為何臺(tái)積電這一代工龍頭會(huì)提出這樣的一項(xiàng)新戰(zhàn)略,一部分原因可能是規(guī)避風(fēng)險(xiǎn),畢竟臺(tái)積電在代工市場(chǎng)的份額已經(jīng)到了壟斷的地步,61.7%的份額意味著其他所有廠商綁一塊都沒(méi)它賺得多。而另一方面,這種戰(zhàn)略也是擴(kuò)大了它的增長(zhǎng)空間,2023年純代工市場(chǎng)只有1150億美元,但是包括封裝等廣義上的代工市場(chǎng)則是2475億美元,這塊更大的蛋糕也方便臺(tái)積電來(lái)“畫餅”:如何繼續(xù)增加銷售額并在未來(lái)幾年保持甚至可能擴(kuò)大盈利能力。
隨著摩爾定律的放緩,半導(dǎo)體行業(yè)的一切都變得越來(lái)越昂貴,盈利能力一直是一個(gè)挑戰(zhàn)。從 2005 年到現(xiàn)在,臺(tái)積電平均能夠?qū)?35% 的收入帶入盈利,而且從 2021 年下半年到 2023 年上半年,臺(tái)積電還獲得了超越以往的表現(xiàn),平均盈利達(dá)到了 41.6%。
但自 2023 年下半年以來(lái),臺(tái)積電的盈利能力一直呈略微下降趨勢(shì),它必須去尋找新的盈利增長(zhǎng)點(diǎn),這也是我們?yōu)槭裁匆恢甭?tīng)到臺(tái)積電將提高其制造和封裝服務(wù)價(jià)格的傳言。
對(duì)于臺(tái)積電來(lái)說(shuō),既要保障先進(jìn)制程無(wú)虞,又要在先進(jìn)封裝開(kāi)拓市場(chǎng),F(xiàn)oundry 2.0看似是臺(tái)積電喊出來(lái)的一句口號(hào),實(shí)際上卻是這家代工廠對(duì)自己的清楚認(rèn)知——以客戶為導(dǎo)向,抓住市場(chǎng)中一切可以發(fā)力的點(diǎn),CoWoS封裝能夠從概念到落地,也仰賴于這一認(rèn)知。
比較有意思的是,臺(tái)積電并不是第一次喊出2.0的口號(hào)。早在2000年,臺(tái)積電就推出了 TSMC-Online 2.0,這是首個(gè)為代工廠客戶提供的個(gè)性化互聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)。作為開(kāi)展業(yè)務(wù)交易的一項(xiàng)新功能,TSMC-Online 2.0 具有一站式流片服務(wù),使客戶能夠縮短實(shí)際生產(chǎn)時(shí)間并為客戶提供最新的工藝狀態(tài)控制。
臺(tái)積電下一個(gè)2.0是什么,我們還不清楚,但對(duì)于它的代工競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手來(lái)說(shuō),F(xiàn)oundry 2.0并不是一個(gè)好消息。
三星的一站式代工
雖然三星沒(méi)有像英特爾和臺(tái)積電一樣丟出一個(gè)“XX 2.0”的概念,但三星早已針對(duì)代工市場(chǎng)喊出了自己的口號(hào)。
早在2022年10月于圣何塞舉辦的SAFE論壇上,三星代工總部的設(shè)計(jì)服務(wù)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人MJ Noh就在演講中宣布了三星代工的新目標(biāo)。
其指出,隨著技術(shù)的發(fā)展,采用“一刀切”方法變得越來(lái)越難以實(shí)現(xiàn)。偉大的創(chuàng)意不應(yīng)受到追求全能解決方案的限制。然而,公司需要獲得自由,去追求自己的雄心壯志,因此他們需要一個(gè)可以依賴的代工企業(yè),能夠?yàn)槠涮峁┒床炝挽`活性,以滿足各種需求,甚至是最獨(dú)特的創(chuàng)新需求。在一個(gè)前沿技術(shù)不斷突破邊界的未來(lái)——從汽車到移動(dòng)設(shè)備,從物聯(lián)網(wǎng)到高性能計(jì)算和人工智能——是否有可能建立一個(gè)能夠?qū)⑺幸磺薪y(tǒng)一在一個(gè)地方的代工廠?
其中,MJ的演講涵蓋了三星的高級(jí)設(shè)計(jì)平臺(tái)如何利用2.5D和3D解決方案等技術(shù),為客戶提供能夠適應(yīng)未來(lái)創(chuàng)意規(guī)模和具體要求的一站式服務(wù)。
在之前的論壇上,三星集中介紹了其設(shè)計(jì)平臺(tái)在汽車、移動(dòng)設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等多個(gè)領(lǐng)域的強(qiáng)大且廣泛的能力,包括汽車領(lǐng)域的AEC-Q100認(rèn)證和ASIL標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)備。同時(shí),高性能計(jì)算應(yīng)用的增長(zhǎng)速度特別快,代工行業(yè)正在尋求芯粒架構(gòu)的動(dòng)態(tài)模塊化以尋找答案。在所有這些領(lǐng)域,三星在尋求合作平臺(tái)時(shí),始終關(guān)注客戶的優(yōu)先事項(xiàng):通過(guò)優(yōu)化的生產(chǎn)周期和競(jìng)爭(zhēng)力的功率、性能和面積(PPA)能力,如設(shè)計(jì)技術(shù)協(xié)同優(yōu)化(DTCO)和系統(tǒng)技術(shù)協(xié)同優(yōu)化(STCO),加快上市時(shí)間。最終,代工廠需要具備提供一站式尖端設(shè)計(jì)能力的能力,無(wú)需第三方專業(yè)化。當(dāng)然,提供這一切并非易事。
MJ表示:“傳統(tǒng)的芯片設(shè)計(jì)方法面臨著高成本和集成因素帶來(lái)的限制。即使有硅縮放,晶體管數(shù)量仍在增加,推動(dòng)了可用最大光罩尺寸的極限,而對(duì)集成多種功能芯片的需求不斷上升,這在設(shè)計(jì)和制造方面帶來(lái)了嚴(yán)重的成本問(wèn)題。”
他解釋道,縮小晶體管尺寸永遠(yuǎn)無(wú)法滿足應(yīng)用日益增長(zhǎng)的復(fù)雜性,而這正是三星通過(guò)不斷進(jìn)步的2.5D和3D芯粒解決方案處于領(lǐng)先地位的原因。
在一站式服務(wù)提出的兩年多以后,這一解決方案開(kāi)始因?yàn)锳I大放光彩。
據(jù)韓媒近日的報(bào)道,三星基于“一站式”所推出的人工智能解決方案戰(zhàn)略,開(kāi)始吸引國(guó)內(nèi)無(wú)晶圓廠(專注于半導(dǎo)體設(shè)計(jì)的公司)客戶。三星利用其在內(nèi)存、代工(半導(dǎo)體代工生產(chǎn))、封裝等各方面的優(yōu)勢(shì),提供定制化的AI一站式解決方案。特別是通過(guò)加強(qiáng)與設(shè)計(jì)解決方案合作伙伴(DSP)的合作,力圖吸引潛在客戶。
7月9日,三星電子在首爾Coex舉辦的“2024年三星代工論壇(SFF)暨2024年SAFE(三星先進(jìn)代工生態(tài)系統(tǒng))論壇”上,公開(kāi)了強(qiáng)化國(guó)內(nèi)系統(tǒng)半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)的成果及未來(lái)支持計(jì)劃。
三星電子代工業(yè)務(wù)部部長(zhǎng)(社長(zhǎng))崔始榮表示:“隨著AI對(duì)產(chǎn)品影響力的增加,特色客戶數(shù)量也在增加。這些客戶希望將各種想法通過(guò)半導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)?!彼忉尩溃骸斑@些客戶不僅需要單獨(dú)的設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)資產(chǎn)(IP)、工藝、封裝等解決方案,還需要將整個(gè)系統(tǒng)級(jí)驗(yàn)證整合在一起的服務(wù)。”
因此,三星電子計(jì)劃利用綜合半導(dǎo)體企業(yè)(IDM)的優(yōu)勢(shì),提供符合客戶需求的綜合AI解決方案一站式服務(wù)。通過(guò)強(qiáng)化內(nèi)存、代工、封裝三大業(yè)務(wù)領(lǐng)域之間的合作,最大化“鎖定(Lock-In)效應(yīng)”,防止客戶在產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中流失。無(wú)晶圓廠客戶使用三星的綜合AI解決方案,可以將半導(dǎo)體開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)時(shí)間縮短20%。
特別是基于柵極全包圍(GAA)工藝和2.5D封裝技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)力,強(qiáng)化3納米(nm,10億分之一米)以下的先進(jìn)工藝服務(wù)。GAA是一種新一代技術(shù),將半導(dǎo)體中的晶體管柵極(電流進(jìn)出之門)和通道(電流流動(dòng)的路徑)接觸面增加到四個(gè),相比于FinFET技術(shù),數(shù)據(jù)處理速度更快且電力效率更高。三星電子于2022年6月首次成功量產(chǎn)應(yīng)用GAA的3nm工藝,目前正在順利推進(jìn)第二代3nm工藝。
此外,三星電子將積極支持韓國(guó)優(yōu)秀的無(wú)晶圓廠在高性能計(jì)算(HPC)和AI領(lǐng)域快速擴(kuò)大影響力。DSP為無(wú)晶圓廠設(shè)計(jì)的半導(dǎo)體提供代工制造的設(shè)計(jì)服務(wù)。即通過(guò)強(qiáng)化“三星代工-DSP-無(wú)晶圓廠”之間的合作,吸引潛在客戶。
與DSP公司Gaon Chips合作,成功獲得日本Preferred Networks(PFN)的2nm(SF2)基于AI加速器的訂單,是三星電子與國(guó)內(nèi)DSP合作的代表性成果,三星計(jì)劃基于2nm工藝和2.5D先進(jìn)封裝(I-Cube S),量產(chǎn)日本Preferred Networks的AI加速器半導(dǎo)體。
此外,三星電子宣布將擴(kuò)大多項(xiàng)目晶圓(MPW)服務(wù),以支持國(guó)內(nèi)無(wú)晶圓廠。MPW是一種在一片晶圓上放置多個(gè)項(xiàng)目芯片設(shè)計(jì)物的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方式,主要用于原型制作或研究目的。無(wú)晶圓廠沒(méi)有自己的生產(chǎn)線,因此必須通過(guò)代工廠進(jìn)行原型制作。通過(guò)MPW支持,三星電子希望提前吸引有潛力的無(wú)晶圓廠客戶。
今年,三星電子的MPW服務(wù)次數(shù)從4nm工藝到生產(chǎn)高性能電力半導(dǎo)體的BCD 130nm工藝,共計(jì)32次,較去年增加約10%。計(jì)劃到2025年將擴(kuò)展至35次。需求量大的4nm工藝今年將再增加一次。
在當(dāng)天的活動(dòng)中,Telechips社長(zhǎng)李長(zhǎng)奎、Above Semiconductor副社長(zhǎng)樸浩鎮(zhèn)、Rebellions首席技術(shù)官(CTO)吳振旭等人擔(dān)任演講者,分享了與三星代工的成功合作成果、愿景以及無(wú)晶圓廠行業(yè)趨勢(shì)。
崔始榮強(qiáng)調(diào):“三星電子可以將內(nèi)存、代工和封裝制造能力整合在一個(gè)組織中運(yùn)營(yíng),基于這一優(yōu)勢(shì),我們將為客戶提供最有效和最優(yōu)化的解決方案。”
與英特爾和臺(tái)積電相比,三星代工在這兩年由于先進(jìn)制程屢屢受阻,導(dǎo)致它實(shí)際表現(xiàn)并不夠亮眼,在兩個(gè)打響2.0口號(hào)的巨頭面前,有些黯然失色。
但三星也有自己的優(yōu)勢(shì),在英特爾放棄傲騰內(nèi)存后,它是唯一一個(gè)可以提供包括內(nèi)存、制造和封裝的代工企業(yè),面對(duì)那些因AI而快速發(fā)展的中小型企業(yè),它能夠提供其他企業(yè)所不具備的優(yōu)勢(shì)。
不過(guò)美中不足的是,三星目前的HBM業(yè)務(wù)并不盡如人意,它似乎已經(jīng)成為了一個(gè)中庸選手,盡管各方面不突出,但仍然有不俗的技術(shù)實(shí)力,如何讓自己在擅長(zhǎng)和不擅長(zhǎng)的領(lǐng)域中做得耿拔尖,可能是這家韓國(guó)企業(yè)需要思索的問(wèn)題。
白熱化的代工
不論是臺(tái)積電還是英特爾,抑或是三星,它們都在重金押注代工,英特爾計(jì)劃2024年增加資本支出2%,達(dá)262億美元;臺(tái)積電今年資本支出預(yù)計(jì)在280億美元至320億美元之間。而三星在2023年用于半導(dǎo)體的資本支出達(dá)到了372.68億美元。
還有消息稱,臺(tái)積電今年的資本支出將達(dá)到預(yù)估范圍的上限,明年上限有望再增加50億美元,達(dá)到370億美元,有望創(chuàng)下史上第二高水平,龐大的支出,讓其他公司難以望其項(xiàng)背。
而伴隨著摩爾定律的放緩,代工巨頭們之間的戰(zhàn)爭(zhēng)似乎已經(jīng)到了白熱化的階段,層出不窮的新戰(zhàn)略和持續(xù)的資本輸出正在不斷拉高這場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)的烈度,最后檢驗(yàn)輸贏家的標(biāo)準(zhǔn)也很簡(jiǎn)單,誰(shuí)能在接下來(lái)幾年中持續(xù)擴(kuò)大份額,誰(shuí)就是代表未來(lái)的、真正的代工2.0。