新挑战者中芯国际能否动摇台积电霸主地位?
[发布时间]:2016年12月28日
[来源]:半导体行业观察
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【导读】: 今年十月, 晶圆代工厂台积电董事长张忠谋谈及Intel跨足晶圆代工领域,谈及Intel此举是把脚伸到池里试水温,并道:「相信英特尔会发现,水是很冰冷的。」全球晶圆代工在2015年的产值高达488....
从iPhone的第一代芯片开始,苹果一直向三星采购ARM架构的芯片。2010年苹果自主研发的A4芯片被搭载在iPad上正式发表、随后又搭载在iPhone 4中。A4处理器虽出自苹果,三星自家发表的S5PC100处理器和A4芯片上采用的内核一模一样,两款芯片的电路设计上可以说是同一批人马。后续的A5、A6、A7也都是三星生产。
不过苹果和三星在代工处理上的关系,直到三星在Android智慧型手机与苹果的iOS开始起了摩擦。2011年苹果正式起诉三星GALAXY系列产品抄袭iPhone和iPad、三星又反起诉苹果侵犯其10项技术专利,苹果与三星的专利诉讼战几乎遍及全世界。
台积电之所以一直没办法获得苹果订单,是由于台积电报价强硬,而苹果迫使台积电接受与三星同样的成本价、另一方面是当时台积电厂房产能已经满载,无法接下苹果如此大量的订单。后来苹果因与三星争讼、力行「去三星化」政策,且三星在20纳米制程的良率无法突破,最后只用来生产自家Exynos 5430(用在GALAXY A8)与Exynos 5433(用在GALAXY Note 4);台积电20纳米制程领先三星,同时台积电已经将产能扩张完毕,最后才由台积电首度拿下iPhone 6的A8处理器全部订单。从另一方面而言,此举也是苹果试着掌握议价权的策略──苹果乐于见到两家代工厂的竞争,让价格成了比拼芯片效能外的最佳筹码。
三星原先还在苦恼20纳米制程的良率问题,忽然间竟直接杀到14纳米制程了。造成这个惊人转变的关键因素,在于台积电内部所发生的泄密问题。
梁孟松是加州大学柏克莱分校电机博士,毕业后曾在美商超微(AMD)工作几年,在1992年返台加入台积电。台积电在2003年击败IBM、一举扬名全球的0.13微米铜制程一役,其中便有他的功绩。
2009年,梁孟松因研发副总升迁不上的问题、愤而离开研发部门,带走了自己的一组人马投奔南韩。接下来的几年,三星的制程突然研发快速进步,从48、32、28纳米的间隔时间急遽缩短,且三星的电晶体制程与台积电的差异快速减少。合理来说,三星的技术源自于IBM,其电晶体应是圆盘U状,而非台积电所独有的棱形结构特征,但到了14纳米制程,在结构上几乎已经与台积电无异,据台积电委托外部专家所制作的对比分析报告指出,若单从结构上来看,已经无法分辨两种晶圆是来自于台积电或是三星所制造,几乎可以断定是擅长FinFET技术的梁孟松将营业秘密泄露给了三星。
2014年5月,法院判定梁孟松直至2015年12月31日前不得进入南韩三星工作。台湾法院从未限制企业高阶主管在竞业禁止期限结束之后,还不能到竞争对手公司工作,可以说是个历史性的判决。
然而损害已经造成,台积电投入好几年、几千亿的研发资金在一夕之间被同业超过,苹果A9的大部分订单更转到了三星,对台积电所造成的损失高达好十几亿美元,原因即是三星的14纳米已超越台积电的16纳米。此外张忠谋在2014年的法说会上,坦承16纳米技术被三星超前,使台积电一度股价大跌、投资评等遭降。
这个局势在iPhone 6s A9芯片忽然扭转,使的台积电在苹果A9处理器一战成名。同时采用三星及台积电制程的A9处理器在功耗上发生的显著的差异:台积电的芯片明显较三星地省电,适才爆发知名的iPhone 6s芯片门争议。这显示着三星虽然在制程上获得巨大的进步,但在良率及功耗的控制下仍输给台积电,使得苹果A9后续的追加订单全到了台积电手里;到了A10处理器,其代工订单由台积电全部吃下。三星虽然挖走了台积电的技术战将,但防漏电及提高良率的苦功则还是要仰赖基层生产时的Know-how,这也是台积电的得意绝活。
为什么三星的14纳米会不如台积电的16纳米制程的另一个原因,在于FinFET(鳍式场效应电晶体)先进制程上的命名惯例被三星打破。当初台积电刚采用立体设计的FinFET工艺时,原本计画按照与Intel一致的测量方法、称为20纳米FinFET,因为该代制程的线宽与前一代传统半导体2D平面工艺20纳米的线宽差不多。但三星抢先命名为「14纳米」,为了不在宣传上吃亏,台积电改称为「16纳米」。事实上,三星与台积电皆可称为「20纳米FinFET」。
台积电于2015年第4季末开始首批10纳米送样认证,当时仅苹果、联发科及海思等少数一线客户,高通并未参与。上个月14号(2016/11),高通正式宣布下世代处理器骁龙(Snapdragon)830将采用三星的10纳米制程技术,原因在于:一是骁龙810上的发热门事件即是采用台积电制程(虽然是高通自己的芯片设计问题);二是有韩国媒体传出, 高通以晶圆代工订单做为交换条件,要求2017年三星旗舰机Galaxy S8须采用骁龙830 芯片。但若台积电能在制程上再度取得优势,则可预期高通7纳米制程将重回台积电怀抱。
三、巨人的冲击,Intel
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