台積電VS三星,究竟誰能成為7納米先進位程代工之王?

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2019年最後一個月,5G晶片大戰全面開打,11月26日,聯發科正式發布旗下首款5G So晶片—天璣1000,根據供應鏈消息,聯發科向客戶提供天璣1000的報價,價格大概在70美元。

12月3日,晶片巨頭高通在夏威夷的技術峰會上宣布推出了全新的驍龍865移動平台,以及驍龍765和765G兩款面向中端機型的5G晶片。

晶片一經推出,便收到各大手機廠商的追隨,小米一舉拿下了兩款晶片的首發。

OPPO宣布,即將於12月正式發布的全新Reno3 Pro將率先搭載高通的新一代驍龍765G集成式5G移動平台,這將是OPPO首款雙模5G手機。

此外,OPPO將於2020年第一季度首批推出基於高通驍龍TM865移動平台的旗艦級5G手機。

加上華為、三星發布的5G基帶晶片,5G晶片大戰已經正式開打。

小編統計顯示,目前,發布的5G SoC晶片只有聯發科的天璣1000、華為的麒麟990 5G和三星的Exynos 980和高通驍龍865移動平台和765G集成式移動平台。

除了三星外,其他三家5G晶片的快速推出,都離不開一家晶圓代工廠的身影——台積電。

台積電7納米製程在客戶群中的優勢地位

台灣供應鏈透露,台積電7納米的客戶包括蘋果、海思、聯發科、高通、英偉達、超微、賽靈思、比特大陸等。

業界人士分析,蘋果A13處理器、海思和5G基站晶片及超微繪圖處理器、電競處理器和伺服器晶片都集中在2019年下半年陸續拉貨,導致台積電7納米生產線爆量,交貨時間從原本的2個月拉長到半年。

台積電第四季7納米產能全滿投片,客戶已開始排隊搶產能。

此外,台積電5nm製程已獲蘋果、海思、AMD、比特大陸和賽靈思5大基本客戶,並決定將月產能由原本的5.1萬片擴建至7萬片,量產時間或將提前至明年3月。

比如,華為海思9月17日推出的麒麟990 5G版本則有台積電7nmEUV加持。

麒麟990 5G採用7nm+EUV工藝製程,配備兩顆2.86GHz 的大核心A76,兩顆2.36GHz的中核心A76和四顆1.95GHz的小核心A55,組成了三檔能效架構,GPU採用的ARM Mali-G76;NPU方面,麒麟990搭載華為自研的業界首款達文西架構,通過大核+微核設計,實現最高達24倍的能效。

11月26日,聯發科的官方說明是,天璣1000採用台積電7nm工藝製造,這款晶片基於台積電7nm工藝,將會首發採用Arm最新的Cortex-A77 GPU內核和Mali G77 GPU內核,同時還支持SA/NAS雙模、雙載波技術,5G下載速率可以達到全球最快的4.7Gbps。

高通官網披露的信息顯示,驍龍865、驍龍765及驍龍765G移動平台,都將採用7nm工藝。

外媒報導,驍龍865採用將是台積電的7nm 「N7P」工藝,這一工藝在7nm工藝的基礎上改進而來。

蘋果9月推出的iPhone 11系列所採用的A13仿生晶片,也是由這一工藝打造。

代工驍龍865,是繼之前的驍龍855之後,台積電再次代工高通的高端移動平台。

台積電加大研發和產能提升,未來可望提升7納米營收占比

拓撲產業研究院分析師徐韶甫對記者表示,2019年在總體經濟不穩定的影響下,全球半導體產業表現呈現衰退,晶圓代工產業更迎來罕見負成長。

而展望2020年,儘管市場氛圍仍有不確定性,但受惠於5G、AI、車用等新興終端應用需求的持續加持,可望拉抬半導體產業逐漸脫離谷底。

即便在2019年半導體景氣低迷的情形下,7納米節點的採用率仍獲得大幅度的提升,也更加速7納米EUV(極紫外光)與5納米的量產商用。

圖:2020年半導體產值預估。


圖:2019年全球晶圓代工區域分布與TOP10占比。

拓撲研究所的調研顯示,在全球Top10代工廠商統計圖中,台積電大比例領先,市場份額占比超過了50%。

而第二名的三星也增長到了19%左右,第三的格芯只有9%左右,第四的聯電大約7%左右,中芯國際只有5%左右。

我們可以明顯看到,全球晶圓代工市場正呈現出強者恆強的局面。


圖:TSMC在7納米主要製程產品

據筆者了解,台積電7納米在2017年底有試產,2018年小量量產,主要爆發應用在2019年。

台積電N7+的量產速度為史上量產速度最快的製程之一,在2019年第二季開始量產,在7納米製程技術(N7)量產超過一年時間的情況下,N7+良率與N7已相當接近。

N7+同時提供了整體效能的提升,N7+的邏輯密度比N7提高15%至20%,同時降低功耗,使其成為業界下一波產品中更受歡迎的製程選擇。

2018年,台積電7納米工藝量產後,2019年傳出100多個晶片陸續流片,涉及到CPU、GPU、AI晶片、加密貨幣晶片、網絡、遊戲、5G、自動駕駛晶片等行業。

台積電在2019年10月17日舉行的投資人會議上,總裁魏哲家釋放兩個關鍵信息:第一、5G客戶下單全面提前發酵,主要集中在兩大技術製程:7納米和5納米。

這些需求令7納米產能大爆滿,而且5納米的新產能也將提前上量。

第二、台積電上調2019年資本支出,從年初的100億上調到140-150億美元,砸下巨資建設高端製程和充足產能,來抓住5G時代的市場機遇。

拓撲研究所的預測是,2019年底,台積電7納米的營收就會超過總營收的三成,這也是台積電成長速度最快的地方。

為何5G手機晶片需要高端製程技術呢?台積電的解釋是,5G手機的晶片因為功耗問題,很多都需要高端製程才能滿足客戶需求,因此,5G手機訂單的強勁成長,也讓台積電7納米和5納米製程的產能快速起跳。

此外,台積電的6納米製程技術(N6)將於2020年第一季進入試產,並於年底前進入量產。

隨著EUV微影技術的進一步應用,N6的邏輯密度將比N7提高18%,而N6憑藉與N7完全相容的設計法則,亦可大幅縮短客戶產品上市的時間。

台積電南京公司總經理羅鎮球先生曾表示,在半導體這個領域,無論是晶圓代工、設計公司、EDA或者是IP從業者,想要獲得領先優勢皆要關注三個方面,那就是資金、技術和人才。

這三者是缺一不可的,也是需要持續積累的。

羅鎮球強調說:「台積電毫無疑問在先進位程方面有極大的領先優勢,但我們同時在電源管理器和傳感器等特殊工藝上也有布局。

我們的目標是客戶想實現一個系統產品時,都可以在台積電找到合適的節點和工藝來配合生產。

三星7納米晶圓代工也在持續推動中

在進入7納米節點後,全球就是台積電和三星的直接對決。

三星為了加快追趕台積電,去年就直接上了7nm EUV工藝,並且在7nm EUV遇阻量產前,還退而求其次的推出了8nm工藝。

與此同時,三星還在加碼研發5nm工藝。

而根據三星此前透露的信息顯示,5nm LPE(5nm Low Power Early)工藝將在今年內完成流片,並於明年上半年投入量產。

同時,三星還計劃在2020年推出6nm LPE和4nm LPE工藝。

據拓撲研究所的調研顯示,在產能的部分,7納米製程因為台積電的客戶訂單比較多,規劃產能量大,基本上到今年底會有超過100K的水準,明年還會小幅度增加。

三星初期會以10K左右的少量量產來做,未來隨著客戶下單量增加,會持續提升產能規劃。



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