低調的半導體霸王——台積電:你們用的手機基本有我的功勞

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代工這個詞,在很多朋友印象中都不那麼好,通常會跟低端、低質、技術含量低相聯繫。然而當今智慧型手機的飛速發展,厥功至偉的正是晶圓代工廠,下面我們就通過晶圓代工的霸主——台積電來了解這個大家不怎麼熟悉的科技領域吧!

全球首創專業代工模式

在早些年的半導體行業,模式基本是廠商包攬前端設計和後端的晶片生產,而且都會建立自己的晶圓廠進行生產。例如Intel和三星,在全球半導體行業中處於領先地位,它們把控著晶片設計和後端的晶圓生產,使它們的產品擁有絕對的品質優勢。尤其是Intel,工藝大幅領先,市場占有率也達到壟斷級別,加上晶圓生產工廠的投資巨大,使得晶片新進者面臨著巨大挑戰,舉步維艱。

此時55歲的張忠謀先生作出了一個創新而偉大的決定,成立了全世界第一家專業晶圓體製造公司——台灣積體電路製造公司(台積電),現在大家都對代工這詞頗有微言,更不用說當時了,然而張忠謀先生認為當時半導體公司主業並不是晶圓製造,僅僅把它當成副業,所以他們替別人代工的服務很不好,不夠專業。而當時灣灣的製造優勢日漸凸顯,技術人員的素質和積累也大大提升,只要有人把這事牽頭,肯定會成功。

當然創業公司初期都是有上頓沒下頓,想當年老黃也是揮著熱淚把作出裁員50%的決定,張先生也是在艱難困苦之際,以強悍作風,通過個人關係拿下了Intel的認證,並爭取到為Intel代工的機會。由於當時還沒有ISO 9000,拿到Intel的認證,就等於拿到世界的認證,而Intel就算你上面有人也不會給你開小灶的啊,半導體有200多道製程,Intel仔細的層層檢查,上一項達標了才到下一項。通過了Intel認證的台積電,製造工藝已然達到全球一流的水準,隨後半導體市場回暖,台積電迎來了發展的黃金時間。

天下無敵的28nm

從近些年的營收數據,我們可以看出台積電的迅猛發展,在2016年10月25日,台積電市值也登上了歷史的最高峰1648億美元,逼近Intel以當日收盤價計算的1668億美元,離全球半導體頂峰僅一步之遙。

為台積電營收立血馬功勞的當屬28nm工藝,在2015年的營收裡面,台積電的28nm以下工藝所貢獻的營收占了總營收的48%。然而在28nm戰場上,台積電並不是一直領先的,面對三星和格羅方德(Global foundries)競爭,也是步步為營。在28nm製程的技術選擇上,三星和格羅方德都選擇Gate-first,台積電則用Gate-last,事實證明台積電的選擇是正確的,在良品率和性能上,都超越了前者,同時在28nm製程的開發上也無人出其右,從既有的28LP、28HP、28HPL、28HPM 幾個主要製程,延伸擴大到新發展的28HPC 和28HPC+,奠定了台積電在28nm市場的壟斷地位。

慘澹的20nm

面對28nm的極大成功,台積電當然不會放棄如此成熟的平台,從2011年投入28nm的改進型20nm的研發,並在2013年底正式量產,作為半代工藝,20nm雖然沒什麼大提升,但表現並不差,然而市場反應卻非常一般。特別是出現了高通驍龍810事件,高通面對A57核心的高耗能,為了追求帳面性能執意做成4+4大小核架構,且頻率設定也太過於極限,加上20nm本身提升幅度有效,最終導致功耗過高發熱嚴重,此間台積電也儼然成為了一名背鍋俠,以往的老客戶紛紛表示我們還是等1xnm再合作吧!

反觀蘋果推出A8/A8X依舊經典,同樣是台積電20nm工藝產品,驍龍810卻被市場拋棄,不得不說蘋果的定製能力還是更勝一籌,通過限制最高頻率來達到實際性能與功耗的均衡。

16nm獨攬蘋果

雖然20nm發生了些小插曲,不過台積電依舊處於領先地位,此時同為三巨頭的三桑表示:論手機,我從來就沒服過誰,在憋足一股勁的情況下,三桑發憤圖強,下狠勁在2015年量產全球「領先」的14nm,為啥是全球領先呢,把我大Intel也超越了嗎?其實幾年以前,整個半導體業都是跟著大佬Intel的屁股走的,大佬發布了新製程,小弟只能後面跟上,再恭敬的改一個比大佬大的製程數字,當時Intel的工藝是22nm,台積電和三星技術相當,從20nm的半代工藝加入FinFET技術,從而升級成新一代的工藝,性能比Intel的22nm好一些,最合適的做法是改為 20nm FinFET,然而愛好新潮的三桑,坐不住了,20這字代號有點2啊,不夠拉風,反正我是全新一代,所以我要改成14nm,此時台積電如果還乖乖改20nm肯定吃大虧,保留一點點的良心,改為16nm。

這2個小弟玩得很歡,搞了一場大龍鳳,甚至還敢嘲諷Intel說我們已經超越你了, 不過大哥就是大哥,Intel面對小弟的張狂,並沒作什麼回應,默默的在2015年下半年推出全新一代的14nm工藝,領先三星和台積電不少。不過老實說,Intel也沒了當年的傲氣,三星和台積電奮力追趕,而Intel則是在22nm、14nm接連掉鏈子,10nm依然沒有蹤影,網友表示:這都是Zen的鍋......

回到三星的14nm,經過苦心研究之後,三星這代工藝確實有過人之處,產出的晶片,技術規格要比台積電好、量產時間比台積電早半年,一時壓倒了台積電的16nm。台積電第一代16nm確實是有點坑的(華為就被坑過),不過隨著第二代、第三代的改進,成功拿下6s處理器的部分訂單,以及iPhone 7的全部處理器訂單。得益於台積電的16nm,華為16年底也終於能推出叫板三星和高通的麒麟960了,當然台積電也收穫一大批訂單.....

10nm與7nm的未來之爭

智慧型手機毫無疑問已經進入了增長放緩期,台積電營收的一半是來自於智慧型手機晶片市場,這樣的行情對台積電影響巨大,更不用說虎視眈眈的競爭對手在不斷的搶奪訂單了。

雖然台積電憑藉自身的技術優勢再次壓倒三星的14nm,但三星依靠終端需求優勢,搶下台積電最大客戶之一高通,領先的儲存整合封裝技術未來也將成為強力的競爭武器,得到三星14nm工藝授權的格羅方德(Global Foundry)也拿回AMD的多數未來晶片訂單。雖然台積電2次壓倒三星,但整個市場已經向泛三星平台傾斜,16/14nm工藝戰爭中,三星可謂輸了面子贏了市場。

雖然台積電技術造詣高,但從16nm起,量產時間點就一直比三星慢,量產後更有出現性能不足的問題,需要通過後續改版來彌補,而高通最新的驍龍835晶片將採用三星10nm工藝生產,意味著三星的10nm已經開始量產了,台積電依然落後一個季度,好消息是10nm的良率兩家都是難兄難弟,鹿死誰手尚未可知。不過台積電7nm工藝也在瘋狂推進中,時間節點在2018年,這回是能比其他競爭對手都快了。

最後還是要提一提來自東方神秘力量的影響,最近2年國內瘋狂推進半導體產業的發展,雖然工藝都比較落後,對台積電影響不大,不過國內企業勝在夠壕,利用高薪瘋狂挖角灣灣技術人才,擁有技術優勢的台積電自然成為最大也最有價值的人才供應來源,如果守不住關鍵人才,那麼未來台積電的工藝優勢恐怕還會進一步流失。


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