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台积电如何逼退三星?

2019-01-11 09:15:12 IT之家 白猫 编辑:好麦 浏览数:32好麦网

作为新一代处理器的首选代工厂,台积电看起来已经拥有相当雄厚的实力,其中最新的7nm工艺更是获得了许多芯片公司的青睐,基本上晶圆代工均是由台积电来进行,包括华为麒麟980处理器,苹果A12处理器,高通骁龙855处理器。除了...

作为新一代处理器的首选代工厂,台积电看起来已经拥有相当雄厚的实力,其中最新的7nm工艺更是获得了许多芯片公司的青睐,基本上晶圆代工均是由台积电来进行,包括华为麒麟980处理器,苹果A12处理器,高通骁龙855处理器。

除了手机处理器之外,如今大面积晶圆例如Nvidia的GPU以及AMD的7nm CPU也确定了由台积电进行代工,而三星以及Intel则各自代工自家的处理器,看起来台积电在本次的制程代工的争斗中大获全胜,那么对于台积电来说,为什么在14nm/16nm时代和三星打得难解难分,而在7nm时代优势如此明显呢?

1、制程更先进,要求更严苛

在之前IT之家撰写的科普文章例如《从7nm看芯片行业的贫富差距》中,IT之家已经说过了,随着制程的更新换代,玩得起新制程的厂商都是不差钱的主儿,随着制程进入个位数,需要考虑的因素也越来越多,无论是光刻机还是浸润工艺,成本和难度都是成倍地提升,更不用说在低制程情况下量子物理中的量子隧穿效应开始显现,而克服这些困难又要大量的人力和资金的投入。

例如想要制造最新的7nm工艺的晶圆,就必须要用ASML最新的光刻机,而ASML最新的光刻机之一的NXT2000i光刻机单台售价达到了上亿美元,同时排队的厂商也是络绎不绝。显然大量购置这样的光刻机需要巨额的成本,根据三星的统计,90nm制程节点的研发费用为2.8亿美元,而20nm的研发费用则飙升到了14亿美元,而这仅仅是研发费用并不包括厂房的建设费用以及生产线的费用。这些巨额的花费对于大厂商来说或许没有什么太大的阻碍,但是对于小厂商来说似乎就要拿出全部家当去赌这么一次工艺。

显然巨大的风险让小厂们纷纷退出了先进制程工艺的争夺中,整个代工行业也仅剩下台积电、三星、英特尔等为数不多的厂商这几个玩家在,少了争夺者,而代工的总量却依然旺盛,自然作为代工行业的王者之一的台积电能够切取更多的蛋糕。

2、芯片厂商根据现实选厂商

当然除了台积电之外,三星也是一个实力强劲的对手,尤其是三星拥有的全产业链,不但可以提供代工服务,也可以消化自己处理器的订单,不过这一次在7nm的战役中,为什么三星没有什么大的动作呢?

对于目前的三星来说,庞大的7nm工艺制程蛋糕十分地诱人,自然三星也不想放弃这块蛋糕,而现在几乎所有的7nm产能都被台积电所占据,难道三星就没有什么动作吗?

对于厂商来说,选择哪一家代工厂自然是需要深思熟虑的,不但需要考虑成本,也需要考虑代工能力以及产量。自然台积电的代工能力更加获得这些处理器客户的青睐。至少你得先能够量产7nm处理器的能力,尤其是晶圆的流片以及量产都需要一个过程,虽然芯片的具体发布时间在2018年中旬,实际流片的时间早已经在年初就开始,显然对于这些处理器客户来说,当时的选择或许只有台积电。

三星在16/14nm时代也获得了大量的手机订单,包括著名的苹果A9处理器采用的是三星代工的14nm以及台积电代工的16nm工艺,同时英伟达的10系新卡也使用了14nm和16nm工艺,至于它们的实际表现,相信大家也从更多的测试中看到了两个不同版本的芯片之间的差异。我们况且知道它们的差距,而厂商显然对此事更加敏感,而在随后的芯片选择中,拥有更加出色工艺的台积电自然成为这些厂商的首选代工品牌。

3、台积电的7nm先发优势

台积电和三星之间究竟有怎样的差距呢?我们还是要从上一代的16nm/14nm说起。网上资料显示,台积电16nm制程的芯片,每平方毫米约有2900万个晶体管,三星14nm的芯片每平方毫米有3050万个晶体管,栅极长度方面,台积电的是33nm,三星的是30nm。

而在10nm的环节,台积电的晶体管密度为每平方毫米4810万个,三星的是每平方毫米5160万个。从晶体管的密度上,台积电的密度与三星之间不相高下,因此台积电与三星在16-10nm的年代平分秋色,各拥有自己的晶圆订单。

而在7nm时代,由于台积电已经开始7nm制程的量产,打了一个时间差,同时即使没有使用EUV技术,也是现在最为出色的代工优势,因此台积电在7nm的初期获得了大量的订单。

4、IDM与Foundry之间的区别

如果说上述这些只是工艺的区别之外,三星半导体与台积电的组成形式的区别是晶圆代工市场份额大幅区别的根本原因。

众所周知,作为半导体行业的领先者,三星半导体属于目前为数不多的IDM厂商,而台积电属于Foundry。IDM也就是从IC设计、IC制造、封装测试等各环节,乃至最后的终端应用均由自己所掌控,相当于垂直产业链,而Foundry就好理解了,主要便是为芯片设计厂商提供晶圆代工的服务。

三星作为IDM的佼佼者,拥有极其强大的资源整合能力,另外庞大的手机以及其他的终端需求也让自家的晶圆代工根本不愁订单,旱涝保收,这也是三星与其他厂商之间最大的优势。但是作为一家成功的IDM,三星为此付出的代价也是相当巨大的。

三星每年在半导体的投资额度相当地惊人,然而和台积电等不同的是,这些半导体投资额需要分化到不同的部门之中,即使是晶圆代工,三星也要将资金投入到DRAM、NAND闪存的生产之中,分发到为ARM以及GPU这样的复杂芯片的晶圆代工的资金额就没有想象当中的多,实际上和台积电的Foundry进行竞争的三星晶圆代工业务仅仅是三星整个产业中很小的一部分。

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