晶圓代工爭霸戰– 英特爾VS格羅方德VS中芯

半導體產業

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前言:終於從晶圓代工爭霸戰的晶圓代工爭霸戰:半導體知識 (前傳)台積電VS聯電台積電VS三星到這場戰爭的最後一章—「英特爾VS格羅方德VS中芯」啦!還沒看過前面幾篇的讀者建議按照推薦閱讀順序噢~

怕有些讀者不懂 ARM 是什麼公司,在這邊補充一下:

ARM 是專做手機處理器架構的廠商,近年來讓 Intel 的 X86 架構節節敗退,在行動裝置處理器架構的市佔率高達九成以上,成為一代新星。也在去年七月被軟銀斥資 320 億美元收購。

至於具體來說 ARM 和 Intel 的發展策略有什麼不同… 下禮拜開始就讓我們在新的篇章『IC 設計雙雄爭霸』中為大家解釋吧!(本篇為晶圓代工爭霸戰的最後一篇文章。)

 

挑戰晶圓代工霸主(3)-Intel, 格羅方德, 中芯-04

全球第一大半導體公司 Intel 近幾年來,由於在個人電腦市場持續衰退、又在行動通訊市場表現不佳,勢必要尋找其他成長動能。

以 Intel 的定位來說,本身 x86 平台已經有完善的垂直整合生態,然而 ARM 市場對 Intel 可說是未開闢的市場,特別是 ARM 的授權模式讓 Intel 可以直接從代工服務切入,開闢新的營收動能。

為了重整態勢,4月時intel在公布2016年第一季財報後、宣佈全球將裁員12000人,並宣佈退出行動通訊系統晶片市場。

此舉放棄了Atom晶片 (包括 Sofia 處理器和原預計於 2016 年上市的 Broxton 處理器) 而用於平板的Atom X5也將逐漸淡出市場,但市場上大多人忽略的是 Intel 早在 2014 年時就入股展訊,間接持有20%的股權,為未來行動處理器業務鋪路意味甚深

2016 年 8 月,Intel 在年度開發者大會 (Intel Developer Forum, IDF) 宣布開始處理器架構供應商 ARM 的 IP 授權,並首度直接表態「英特爾專業晶圓代工正協助全球各地的客戶」,未來將開始擴大搶食 ARM 架構的代工市場。

Intel 選擇 ARM Artisan 平台,說明未來 ARM 架構的晶片廠都可以選擇 Intel 的代工服務。據Intel 的官方訊息指出: Intel 專業晶圓代工(Intel Custom Foundry) 將作為提供代工服務的基地,並宣布第一批產品將用於 LG 和展訊上。

LG 將使用 Intel 的 10 奈米平台以製造自家的 64-bit ARMv8 mobile SoCs;而原先就是 Intel 控股的展訊則採用 Intel 的 14 奈米製程晶圓代工服務。

值得一提的是,若展訊選擇 Intel 14 奈米製程代工服務,則該晶片將可能吸引三星的手機訂單──事實上三星在新興市場、比如印度,早已推出好幾款採用展訊晶片的低階智慧型手機。

未來 14 奈米製程晶片可能上到中階手機採取。從一家身為IDM (Integrated Device Manufacturer, 整合元件製造) 公司轉型到先進製程晶圓代工,Intel 的每一步都意欲在行動通訊市場上力挽狂瀾。

在製程技術上,Intel 確實有世界頂尖的技術工藝。國際半導體評測機構 Chipworks 指出其 14 奈米製程將晶片的電晶體鰭片間距做得最為緊密,真正達到了 14 奈米,而非台積電與三星的宣稱的 16 奈米/ 14 奈米,事實上僅有 Intel 20 奈米的程度。

Chipworks 的測驗結果也證實了其電晶體效能均領先其他競爭對手。

但晶圓代工著重的不只是製程──產量、良率與背後的一連串支援服務,才是晶圓代工真正的關鍵價值鏈,對此張忠謀也指出英特爾並不是專業晶圓代工,只是把腳伸到池裡試水溫,並道:「相信英特爾會發現水是很冰冷的」。

但亦可得知2017年晶圓代工產業的競爭將會更為激烈。2017年各家晶圓代工廠的決勝點將是7 奈米先進製程

10奈米製程因物理侷限,僅是針對降低功耗做改善,效能上難以突破。到了7奈米、才會是突破10奈米效能極限的先進製程,因此被各家廠商視為決勝點。

目前市場上的三大陣營台積電、三星與格羅方德都已經積極投入資源研發該製程,至於結果會如何,只能靜靜等待市場結果了。

挑戰晶圓代工霸主(3)-Intel, 格羅方德, 中芯-05

格羅方德 (GlobalFoundries) 成立於 2009 年 3 月,是從美商超微 (AMD) 公司虧損連連後拆分出來的晶圓廠,加上阿布達比創投基金 (ATIC) 合資成立。

AMD 僅持有 8.8% 股份,餘下大部分由 ATIC 持有。借助背後石油金主 ATIC 的資金優勢, 四個月後收購了新加坡特許半導體,成為僅次於台積電和聯電的世界第三大晶圓代工廠。

畢竟是由 AMD 拆分出來的公司,格羅方德原先主要承接 AMD 處理器和繪圖晶片的生產訂單。

然而2011年,AMD Bulldozer 架構的微處理器由格羅方德代工 32 奈米製程時,因良率過低,造成原訂 2011 年第 1 季出貨的進度,一路延誤到 2011 年第 4 季,使得後來 AMD 將部分訂單轉交給台積電。

ATIC 作為金主,持續投入高額資本在先進製程的研發上;然而這條路走得始終不順遂。台積電在2011 年即量產 28 奈米製程,格羅方德卻遲至 2012 下半年才正式量產。

在 14 奈米 FinFET 工藝上,格羅方德於 2014 年獲得三星的技術授權專利,但自主研發能力也因此遭人詬病。

從 2009 年創立至今,格羅方德的營利始終是負數,2014 年的淨虧損高達 15 億美元。連續的巨額虧損讓石油金主也難以負擔,2015 年甚至傳出阿布達比因油價腰斬手頭緊、打算脫手格羅方德變現的傳言。

2014 年 10 月,IBM 請格羅方德收下其虧損的晶片製造工廠、以避免支付更高額的關閉工廠遣散費與後續爭訟,並承諾在未來 3 年支付格羅方德現金 15 億美元。近來傳格羅方德將跳過 10 奈米製程,直接跳級進軍 7 奈米製程,外界推測是藉由買下 IBM 半導體事業,連同取得重要技術人才與專利。

從格羅方德取得的三星 14 奈米製程技術、到 IBM 7 奈米製程技術,不像台積電自主研發、以自有資金建廠,聯電與格羅方德的部分製程技術透過合作聯盟或授權而來,在出問題時很難及時調整、或找到人來收爛攤子。成立以來一路走得跌跌撞撞的格羅方德,前景尚且一片茫茫。

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中芯國際成立於 2000 年, 2014 年底獲得中國政府 300 億人民幣產業基金支持。中芯試圖擠入台積電,Intel 這幾家所把持的半導體市場,然後由於財力和製程技術的不足,技術落後台積電至少 2 代以上,使其始終難以承擔大型的 IC 設計客戶 (如高通) 的重要訂單。

為了縮短技術差距,中芯找上了高通尋求技術升級協助。高通該時方被中國官方反壟斷調查、遭重罰 9.75 億美元,為了向中國政府示好便答應了和中芯的合作。

2015 年,中芯與高通、華為成立合資企業,研發自有的 14 奈米製程技術,並提出2020年前在中芯廠房投入量產的目標。其中高通的投資金額達 2.8 億美元,簽約時習近平還出席觀禮。

中芯目前已於 2015 下半年開始量產 28 奈米製程,這也是中芯的首款產品。該產線也不意外地拿到了高通驍龍 410 處理器的訂單。

 

關於晶圓代工戰爭的故事就到這邊暫且告一個段落。看完了各家大廠間的競合策略,你認為哪一家最有可能成為下一代的領導廠商呢?

挑戰晶圓代工霸主(3)-Intel, 格羅方德, 中芯-07

由於摩爾定律逼近極限,讓過去台積電能仰賴在製程上甩脫對手一個世代、降低成本綁住訂單,藉以維持高毛利的作法將日益困難。

加上晶片越做越小、漏電流發生的可能越大,良率也勢必跟著下跌;因此未來朝向能管控成本的規模化,以及因應少量客製化需求的生產管理 Know-how,將成為未來晶圓代工廠豎立競爭力的方向。

2016 年 7 月,台積電陸續出貨整合型扇形封裝 (InFO)、跨足終端封裝技術,即是台積電邁向規模化發展的其中一步。然而封裝的人力需求比晶圓製造來得高,後續的自動化進程將會如何,尚待未來分解。

 

下週開始,我們將開啟新一段篇章——「頂上對決! IC 設計雙雄爭霸」,來講 IC 設計的基礎知識,與高通、聯發科等廠商各自優勢吧!絕不容錯過~

13 Replies to “晶圓代工爭霸戰– 英特爾VS格羅方德VS中芯”

  1. Zzh 說:

    寫得真詳細 推一個

  2. 訪客 說:

    感謝小編費盡心思寫出一篇很棒的文章XD
    期待下一篇的文章~~

  3. […] 〔4〕IC製造戰爭 – 英特爾 v.s. 格羅方德 v.s. 中芯  […]

  4. benkuo38 說:

    good job

  5. 島民 說:

    我想這是谷歌中最詳細的一篇文章 感激感激~

  6. Jim Lin 說:

    good,加油^^

  7. Allen 說:

    好文給推!

  8. Alex Chan 說:

    精采好文,大推,繼續加油

  9. Amos 說:

    真的很用心!
    讓一般看了想關掉的生硬主題,
    幻化為有趣的科普知識:)
    👍🏼

  10. Ryan 說:

    文章補足我身為半導體工程師的該知道的歷史,讚!

  11. CHU 說:

    好感謝有這篇清楚、簡要的解說!

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