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2022年10月25日 星期二

半導體生態鏈研究

[2022/10/25] 美國強烈徹底擊垮中國半導體;習近平不在乎經濟、堅持重回造反有理」路線!
中國真的不在乎經濟嗎? 習近平執意重返中國民族世界舞台,這是霸氣,但也是危險。從前由鄧小平開始奉行的韜光養晦政策,如今在習近平一手抓穩黨、政、軍時,執意與美國鬧翻,完全不管經濟。美國正大鳴大放的告訴全世界,新冷戰已然來到。如今美國重新省視自己的半導體生態鏈,準備徹底擊垮中國可能而起的半導體晶圓市場[1]。中國優勢已剩下不多,可能就只有記憶體晶片、晶圓封測測試還較有機會。但是全世界封鎖之下,可能市占比也將節節敗退。

由中國發展態勢與中共20大論調來看,習堅定要重返毛澤東的「造反有理」流氓思維,牢牢地將全中國抓緊,做中國皇帝夢。中國歷經百年浩劫,居然一步一步重返帝制,令人不勝唏噓阿!

 Reference:

[1][20221025]半導體供應鏈美國掌握關鍵部位 削弱中國競爭力可使殺手鐧
美國華府對中國大陸新一波半導體晶片與相關產品的出口管制,意在利用美國在半導體供應鏈關鍵領域的實力,削弱中國先進晶片的發展。據華爾街日報(WSJ)將各主要晶片供應鏈進行分析,美國在早期晶片供應鏈佔據主導地位,包括最先進晶片設計生產及晶圓製造設備等領域。

WSJ報導,半導體產業長期以來一直是整合全球供應鏈的典型範例,多年來半導體產業高昂的研發成本和密集的資本支出,形成不同國家專攻晶片製造不同流程的結果,形成如今沒有任何一個國家能夠完全包辦所有半導體供應鏈的情況,彼此相當相互依賴。

中美半導體產業結構現狀比較

中美半導體產業結構現狀比較

儘管如此,美國仍控制著半導體產業供應鏈中一些最關鍵、也是最初期的領域,特別是那些需要密集研發的領域。如美國在IC設計領域有高通(Qualcomm)、NVIDIA、超微(AMD)等領先廠商,也有應用材料(Applied Materials),科林研發(Lam Research)及科磊(KLA)等一線半導體設備供應商

**[20221025]長江存儲美籍員工 被迫離職 https://udn.com/news/story/7333/6711625
為遵從美國晶片出口管制新規,中國大陸晶片製造商長江存儲要求核心美籍員工離職。
新規要求任何美國公民或實體必須獲得美國商務部批准,才能向晶圓廠提供協助,顛覆中國晶片業的關鍵人才管道。中國晶片業部分依賴美國工程師和科學家的專業知識推進技術,這當中包含許多赴美求學、受訓後返國的「海歸派」。

美國晶片設備供應大廠科林研發股份有限公司(Lam Research)、應用材料公司(Applied Materials)和科磊股份有限公司(KLA Corporation)都已暫停對中國半導體製造商的銷售和服務。總部位於荷蘭的艾斯摩爾控股公司(ASML)也已告知旗下美國員工,在評估制裁期間停止為所有中國客戶提供服務。
 
受美國對長江存儲施壓日益加劇,擁有美國國籍、長期擔任長江存儲執行長的楊士寧在美國宣布制裁前就已卸任。在主要來自中國政府人民幣2,200億的資助下,楊士寧帶領長江存儲成為中國記憶體晶片生產商龍頭。蘋果公司原訂今年夏天在iPhone中採用長江存儲晶片,但礙於政治壓力和美國頒布的新規,讓長江存儲與蘋果公司的合作前景蒙上陰影。
*****

WSJ調查,在晶片設計軟體領域,美國掌握全球高達74%市佔率,中國僅佔3%,主要美國廠商為益華電腦(Cadence)、新思科技(Synopsys);邏輯晶片設計領域,美國也掌握全球達67%市佔率、反觀中國僅佔5%,主要領導廠商皆為美國業者,包括NVIDIA、超微、英特爾(Intel)、高通等,中國主要廠商為海思半導體、上海韋爾半導體等。

半導體設備領域,美國同樣掌握市佔大幅領先中國態勢,美國共囊括41%全球市佔率,反觀中國僅有2%市佔率。

不過到了晶圓製造及封測產業,美國全球市佔率就不再出現對中國領先格局。如在邏輯晶片製造方面,目前美國本土邏輯晶片製造廠全球產能市佔率僅15%,落後於中國的17%,美國主要廠商為英特爾、格芯(GlobalFoundries),中國方面則是中芯國際等。

記憶體晶片製造方面,美國主要由美光(Micron)晶圓廠獨挑大樑,掌握全球5%產能市佔率,中國反而掌握全球14%產能市佔率,主要廠商為長江存儲、長鑫存儲。封裝測試領域,中國掌握達46%全球產能市佔率,反觀美國僅2%市佔

2022年7月5日 星期二

英特爾(Intel)研究


英特爾取經聯發科經驗、協助IFS向Foundry思維轉型,淡化英特爾以往IDM思維拖累晶圓代工業務開展的弊端。英特爾

[20240822] Intel不斷錯失良機,使這頭美國大象要倒了嗎?

自英特爾公布2024年Q2財報後,負面消息不斷,股價暴跌、不派發股利、裁員、產品出包,迎接50年最慘時刻,市場對這間曾經的半導體巨頭再也沒耐心。即使2021年上任、技術出身的基辛格(Pat Gelsinger),也救不起這頭深陷泥淖的大象。

英特爾過去50年共經歷8任執行長,每任都有不可抹滅的歷史地位,但有些決策也導致英特爾逐漸變得笨重、難以翻身。而這間科技巨頭的歷史,更與半導體史有密不可分的關係。以下為Intel錯失良機的三大點:

1. 第五任CEO歐特里尼任內,因誤判需求、放棄為iPhone供應處理器,錯失手機市場爆發的機會。
2. 第六任CEO柯再奇任內,多次延誤10奈米製程,使英特爾在先進製程上落後於台積電和三星,導致市場份額被競爭對手蠶食。
3. 第七任CEO斯旺任內,英特爾放棄投資OpenAI的機會,錯失在生成式AI領域的早期佈局。

然而回朔歷史1968年7月英特爾的2位創辦人諾宜斯(Robert Noyce)和摩爾(Gordon Moore)請辭,同年7月18日再以「整合電子」(Integrated Electronics)之名創辦公司,即後來的英特爾(Intel)。葛洛夫(Andy Grove)後來再加入公司成為第三名員工,此為經營鐵三角,諾宜斯負責研發、摩爾負責實踐、葛洛夫負責商業化和管理,引領英特爾1968~1998年的30年輝煌時代。

八任執行長歷史
第一任執行長:諾宜斯,Robert Noyce(1968~1975),1971年提出微處理器,後人稱為「矽谷市長」或「矽谷之父」。

第二任執行長:摩爾,Gordon Moore(1975~1987),摩爾於1965年提出著名的「摩爾定律」(Moore’s Law)幾乎算是盲目預測但後來成真,不過摩爾在1975年修正預測,指出10年內,IC電晶體數量每2年增加1倍,奠定半導體產業的發展基礎。

第三任執行長:葛洛夫,Andrew Grove(1987~1998),經典名言:「唯偏執狂得以倖存」(Only the Paranoid Survive)

第四位執行長:貝瑞特,Craig Barrett(1998~2005),認為製造和研發是英特爾的關鍵核心競爭力,因此投資280億美元興建先進廠房和開發新技術,幫助英特爾在製造技術上領先。

第五任執行長:歐特里尼,Paul Otellini(2005~2013),史上第一位沒有工程師背景的執行長,只有MBA學位。他任內英特爾財務表現非常出色,但也將英特爾從技術導向轉為業績導向,比起技術更看重銷售和行銷,為英特爾後期萎靡埋下禍根。

2005年歐特里尼拿到蘋果訂單,使Mac採用英特爾晶片,但後來蘋果詢問英特爾是否願意供應iPhone處理器,歐特里尼因誤判需求前景,認為不符成本放棄此筆交易,錯過2007年iPhone上市後的行動裝置起飛階段。

比起單獨銷售晶片,歐特里尼認為英特爾的平台產品更有價值,幫助英特爾站穩x86市場,但技術卻開始走下坡。同時受全球經濟低迷影響,英特爾關閉5間工廠,包括矽谷最後一座工廠。

第六任執行長:柯再奇,Brian Krzanich(2013~2018),重心轉往IoT及雲端。柯再奇不相信曝光機可以發揮出規模經濟,因此放棄ASML第一代EUV設備,故10奈米製程多次跳票,使先進製程一路落後台積電、三星,甚至導致市占率遭競爭對手AMD蠶食。

第七任執行長:斯旺,Robert (Bob) Swan(2019~2021),英特爾市場霸主地位逐漸下滑至與AMD齊平,部分市場甚至被追趕上;與此同時,蘋果推出自研處理器M1、捨棄英特爾,成為很可能翻轉英特爾統治權的最後一根稻草。此外,英特爾2017~2018年曾與OpenAI高層討論投資,但斯旺認為生成式AI模型短期難以商業化,沒有賺頭,導致交易告吹。

第八任執行長:基辛格,Pat Gelsinger(2021~),計畫大幅擴大英特爾工廠,並喊出「4年5節點」計畫,即在4年內推進5個製程節點目標,將未來成功賭在Intel 18A製程。

然而,在18A技術推出之前,英特爾仍面臨裁員、不分派股利,甚至股價接近有形資產淨值(Tangible Book Value)的窘境,這使得公司似乎不斷處於生死存亡的邊緣[9]。仔細回顧這些錯失的良機,不難發現問題的根源在於「不敢冒險」,如上述所提及:第五任CEO歐特里尼因誤判市場需求,放棄為iPhone供應處理器,從而錯失了進入手機市場的黃金機會;第六任CEO柯再奇則因多次延誤10奈米製程的推進,導致英特爾在先進製程上落後於台積電和三星,市場份額逐漸被競爭對手蠶食;而第七任CEO斯旺在任內放棄投資OpenAI的機會,使英特爾錯失在生成式AI領域的早期佈局。

冒險與否往往取決於CEO的個性和領導風格,掌舵者的一個決策可能會成就或摧毀一家公司,後世的評論者常會對這些決策作出嚴厲的批判。然而,這些錯誤也為後來者提供寶貴的教訓,只是這些教訓往往只有親身經歷過才真正能夠體會。當對比當前的台灣產業界,是否敢於冒險?是否敢於承擔?答案並不樂觀。縱觀整個產業,也只有台積電、聯發科和鴻海仍然不斷投資布局,持續推動創新,期盼能在激烈的全球競爭中不斷勇往直前。

[20240809] Intel犯了比貪汙更嚴重的錯誤決策錯,導致失去生成式AI商機,市價跌破千億

成立於2015年的OpenAI,2022年推出ChatGPT後一炮而紅。據Reuters引述,2017~2018年間,英特爾與OpenAI高層曾討論過各種合作方案,包括英特爾以10億美元現金收購OpenAI的15%股份;或者如果英特爾以成本價為OpenAI供應硬體產品,可再得到15%股份。這可幫助OpenAI打造自己的基礎建設、降低對NVIDIA的依賴程度。不過談判最終破局,部分原因在於,時任Intel第七任執行長Bob Swan認為,生成式AI模型短期內無法推向市場,投資恐怕有去無回,且資料中心團隊也不想用成本價出售產品。

近期Intel高層確實有在檢討過去犯下的錯。據Tom’s Hardware報導,接任執行長前、曾離開英特爾一段時間的季辛格(Patrick Gelsinger),對於自己當初離職後,公司就把Larrabee GPU開發計畫取消的行徑相當不滿,更批評要是Larrabee照計畫推出,英特爾就不必花力氣又收購5家AI公司。

Gelsinger接受Yahoo Finance Live採訪時直言,Intel在最剛開始,應該更積極的布局AI加速器市場才對,並承認NVIDIA確實處於領先地位,「Nvidia非常努力,也很幸運,真正在對的地點與對的時間點,達成部分演算法的突破」。

但Intel前高層指出其工程師過去視NVIDIA與AMD使用的遊戲GPU架構比較「醜陋」;這20多年來,英特爾也深信使用CPU執行AI模型訓練與推論工作負載,才更有效率。

Intel原有意分別針對消費性市場與高效運算(HPC)市場推出Larrabee GPU,但先是消費級產品被取消,最後整個計畫被砍掉。考慮到GPU是NVIDIA在AI市場成功的關鍵,若英特爾當初也能制定良好的GPU發展藍圖,可能就不會在今日AI競爭中,落得如此措手不及的處境。

根據最新財報,Intel第2季資料中心與AI營收年減3%,僅餘30億美元。相比超微同期資料中心營收年成長115%,及NVIDIA在2025會計年度第1季(截至2024年4月28日)資料中心營收年成長427%,有如天壤之別。

AI競爭失利的Intel,近來營運表現差強人意,目前Intel市值已下滑至840億美元左右,是近30年來首次跌破千億美元大關,與OpenAI最近一次的800億美元估值相去不遠,曾經的半導體巨人令人嘆息。當然,英特爾現在正全力追趕,除了為資料中心CPU導入AI功能,也陸續推出以NVIDIA GPU為對抗目標的加速器產品。

英特爾在最近一場法說會中表示,新一代Gaudi 3 AI加速器定在第3季推出,稱擁有強大的生態系支持,相比對手產品,能為客戶帶來更大的成本優勢。Gaudi這項技術,最初是來自英特爾在2019年收購的以色列晶片設計新創企業Habana Labs。

錯誤的決策比貪汙更重要,Intel做了最好的教學示範,花無百日紅,如今對造Intel一連串的問題不禁令人譁然。此外,據《路透社》報導,提起訴訟的股東指出,Intel在8月1日揭露其晶圓代工業務陷入困境,讓他們感到措手不及,Intel在最近5天,股價崩跌將近35%。同時Intel營收有所下降的同時,額外成本卻高達數十億美元。股東一方還強調,英特爾關於晶圓代工業務及其製造能力有重大虛假或誤導性陳述。報導指出,此集體訴訟目前已向舊金山聯邦法院提交。

曾經對台廠部不太友善的Intel 執行長Gelsinger,真是令人感到不勝唏噓,原因是在於「驕傲」,古語所言「驕者必敗」,如今又血淋淋的驗證,一代天驕Intel瞧不起當初的台灣、OpenAI與NVIDIA、AMD所使用的遊戲GPU架構,這是因為保守而失去自身發展優勢嗎?沒想到一代強者天驕Intel,如今也朝向殞落之路邁進。

[20231226] Intel拆為5家獨立公司,力拼台積電和三星

Intel正將其未來押注在代工業務,期盼成為台積電三星電子有力對手。Seeking Alpha報導,投銀Northland Capital Markets分析師理查德(Gus Richard)認為,英特爾最終將分拆為五家不同公司,包括自駕技術研發公司Mobileye、可程式化解決方案部門Altera、代工、晶片製造設備部門IMS Nanofabrication Global,以及產品等事業,各事業的價值總和換算下來約為每股68美元。

Gus Richard給予英特爾「優於大盤」(outperform)的評級。若按此估值估計,英特爾的股價將比12/22的收盤高出50%。Gus Richard表示:「這些公司獨立發展的價值,可能高於合而為一。但問題在於每一家公司分拆的時機點。」Intel的代工業務最終可能成為全球第二大代工廠,僅次於台積電。英特爾可能是處於領先地位的台積電的唯一可能代替品,尤其是在AI AISC、CPU、GPU和FPGA等高性能應用方面。

封裝正在開始變成一個差異化因素,Intel第3季增加兩家封裝客戶,另外還有六家正在籌備中。英特爾的產品業務似乎正在好轉。預期,英特爾將於2025年重拾在處理技術的領導權,因此該公司在伺服器和PC的市占率也應會趨於穩定。2025年可能會對PC而言是「強勁的一年」,部分原因是受到AI推動。

Intel拆之後會比原本好?這論調怪怪的,所有的企業都強調中央集權,能併不同公司整合不同資源,共同行政財務部門統一化,減少人力。若Intel真的進行拆分,可想而知,業務好的公司股價高而以,整體的戰鬥力會變更好,則保留態度。

[20231005] Intel 將可編程式事業拆為獨立事業,發展FPGA市場將更加彈性
Intel旗下可編程晶片事業(PSG)將自2024年起分拆為獨立事業,預計在2到3年內首度公開發行股票(IPO),進一步落實英特爾執行長Gelsinger的改革大業。

拆分後雙方將維持策略合作,包括PSG與英特爾晶圓代工服務(Intel Foundry Services, IFS)之間的合作,共同解決FPGA市場關鍵領域問題。但這也代表PSG也可以另採用良率佳、成本低的其他晶圓代工廠服務,台廠晶圓代工廠包含台積電、聯電、世界先進將有望受惠。

Intel持續關閉或出售相關非核心業務,並推動關鍵業務獨立IPO放大價值。有別於AMD在2022年完成收購xilinx後,Intel卻將PSG部門規劃獨立。其實早期Intel於2015年投資167億美元收購晶片業者Altera時,將可編程晶片事業納入旗下。該事業營收在2021年第四季達到4.8億美元,占Intel總營收比重約2.4%,此後Intel不再單獨公布該事業營收。

然而,FPGA內部邏輯可以透過軟體程式設定,可快速應用於未來蓬勃的AI發展上,Intel拆分此部門,是為提高FPGA事業業務靈活性,使PSG能夠自由調整產品組合和定位,以便服務廣泛的FPGA市場。

此外,台廠IP業者如創意力旺具備協助打造FPGA相關經驗;RISC-V矽智財廠晶心科,更提供Intel FPGA裝置的開發工具處理核心,是PSG獨立掛牌之後,可望受惠最深的個股。但是其中如何受惠可能是可以研究的課題。畢竟,上述公司是否有和Intel進一步有所牽連必須加以研究。

[20230824]Intel擴大馬來西亞投資,金額上看70億美元
Intel新廠將設在馬來西亞檳城,為第一座位於海外的先進 3D Foveros封裝技術工廠,並於大馬的居林 (Kulim) 增設一處晶片組裝和測試工廠,總投資金額 70 億美元。

值得注意的是,亞馬遜 、思科和美國政府都承諾將使用Intel的先進封裝技術。而先進封裝目前的關鍵驅動力,主要來自從事 AI 訓練的大型語言模型所使用的高效能運算晶片。業界現階段仍熱切投資 AI 伺服器和 AI 運算,但仍須觀察 AI 應用是否將融入人類日常生活或產業所需,才能得知這樣的成長力道能否在未來幾年延續下去。

對於東南亞投資,Intel無疑是看準中國供應鏈的轉移,但是為什麼選擇馬來西亞呢?而不選越南、泰國呢?這是個有趣的問題,越南缺電、泰國缺工,再加上馬來西亞人口教育水準高,這或許可以解釋一切。

[20230713]英特爾切割多項非核心產品,專注晶片市場以避免與客戶競爭
伺服器系統產品製造事業傳出由神達接手後,Intel再停止對旗下新一代運算單元(NUC)業務的直接投資、捨棄其系統設計業務。未來策略會轉向交由合作夥伴繼續推動NUC的發展。

其實,NUC(迷你 PC)定義為可充當從台式機到便攜式之開發環境。隨著英特爾專注於精簡其業務,該組織中不屬於製造和銷售芯片核心的部分正在慢慢被淘汰或出售。此外,除PC市場持續萎縮以外,英特爾NUC也已經處於落後。迄今沒有任何一款NUC改用USB Type-C,較近期推出針對重度需求使用者開發的NUC產品,也沒能與競爭對手做出足夠的差異化。

在英特爾退出後,小型PC市場的主要競爭業者還包括Minisforum、華碩、微星、惠普(HP)、聯想等。而英特爾正在改變與委託製造代工生產(Original Equipment Manufacturer,OEM)客戶競爭的立場,NUC也採取此立場。

自執行長Pat Gelsinger於2021年初上任起,英特爾迄今已經捨棄多項非核心業務,例如3D NAND記憶體與固態硬碟(SSD)、Optane SSD、NB數據機、Barefoot網路交換器、伺服器、NUC等,以將更多的精力,集中投入在利潤豐厚的晶片市場。

英特爾官方確認:
決定停止對NUC業務的直接投資,並調整戰略,使生態系統合作夥伴能夠繼續 NUC 創新和增長。這一決定不會影響Intel客戶端計算事業部 (CCG) 或網絡和邊緣計算 (NEX) 業務的其餘部分。此外,我們正在與合作夥伴和客戶合作,確保順利過渡並履行我們當前的所有承諾,包括對當前市場上的 NUC 產品的持續支持[7]。

英特爾大崩盤:伺服器晶片、X86雙輸,AMD後來居上、市值領先Intel

整個2022年,英特爾的表現慘淡,全年營收為631億美元,較2021年的790億美元下跌20%,淨利潤為80.14億美元,較2021年的198.7億美元暴跌60%。這份財報被稱為災難級的財報[6]。英特爾究竟怎麼了?截至2023年1月28日收盤,英特爾股價跌至28.16美元/股,再次下跌6.41%。較2021年4月高位的65.99美元/股,已經跌去57.3%,市值蒸發近1200億美元。

在2022年時,英特爾的總營收首次被台積電超越,淨利潤也落後於台積電2959億新台幣(約合98億美元)。而台積電只是以晶圓代工為主要營收,市值已是英特爾的4倍有餘。面對不斷下跌的市值,也使得Intel的總市值落後於老對手AMD,更是遠遠落後輝達。

基辛格給出業績前景不佳的主要原因是「持續的宏觀逆風」。但是不管是什麼原因,英特爾晶片庫存過剩成為其業績表現糟糕主要原因,目前的庫存價值132億美元,相當於約151天的庫存。PC市場滑落是主因,台灣的瑞昱也面臨同樣的遭遇,總結而言有三大失誤:包括技術失誤使產品延宕推出、先進製程落後對手、PC市場衰退衝擊業績。

本來是伺服器晶片市場一哥的英特爾還遭遇AMD等競爭對手的蠶食。2022年上半年,英特爾總營收為153.21億美元,下滑了21.96%。淨虧損4.54億美元,同比下滑了108.97%。但老對手AMD同期營收增長了70.13%,無論是在移動筆記本、桌上型電腦、伺服器還是整個x86市場的份額,都呈現持續增長的情況。

尤其在x86處理器市場方面,AMD已經提升至31.4%,英特爾在該領域的市場份額首次跌破70%,可見,兩家公司的競爭愈顯激烈。由於英特爾第四代至強處理器多次延遲推出,AMD這兩年幾乎每個季度都會在伺服器市場取得增長,整體份額目前已達到兩位數。此消彼長,英特爾的市場份額不斷下滑,而競爭對手在不斷上漲。[20230130]

英特爾流年不利,雖獲美晶片補助,但可能難登往日高峰


英特爾真是流年不利,一代科技巨人會就此消沉嗎? 最近的財報相當不樂觀,雖然可獲得美國晶片案的5年2的一半補助[5],但市場是現實的,如今,英特爾面臨種種缺失包括技術失誤使產品延宕推出、先進製程落後對手、PC市場衰退衝擊業績,這些並非單靠晶片法案帶來的補助就能解決。然而,補助案能發會多少效用呢?

「仰賴補助的企業往往難以重現競爭優勢。」這句話不僅給英特爾也適用所有台灣產業界。
[20220803]

一切都是在商言商,聯發科代工下單英特爾! 

聯發科出人意外的將晶片代工由台積電轉至英特爾,果真是在商言商[3][4]、利益交換。英特爾需要晶圓代工的亮點業績已讓外界重回代工寶座,而聯發科也希望網通晶片能除AMD之外更能再度打入英特爾等NB供應鏈,其實各取所需罷了! 

但是台積電呢?就市場面而言,這無疑是雪上加霜,聯發科表面說不影響與台積繼續合作,其實暗自也給台積壓力,提高將來的代工議價空間。這步棋對聯發科而言,百利而無一害! 商場上,無永遠的朋友,也無永遠的敵人。其實看清楚點,這也只是仿效高通、三星的雞蛋不要放在同個籃子裡的道理罷了![20220726]

英特爾打蘋果

張飛打岳飛、英特爾打蘋果[2],這題目確實有趣,有很多問題不是單純用比的,其背景要先了解,站在同樣個基準點才能比,不過有趣的一點是微軟到底要不要認真在WOA發展,歹戲拖棚,各相關業者都跑光了,只剩下高通陪微軟玩! 其他IC設計廠會切入? 個人奉勸,別花心思了,為什麼呢? 因為,通常成名都是年輕時,像愛因斯坦20幾歲就拿到諾貝爾獎。英雄出少年,大家應該不陌生。所以投降輸一半,才是明智之舉![20220706]

英特爾重返製程領域

英特爾想要重返製程領先地位,必須要在技術上在多所突破才行,因為台積電、三星已經在此琢磨已久。如今相較於7奈米Intel 7製程,Intel 4於相同功耗提升20%以上的效能,同時達成二項關鍵目標,一是滿足包括Meteor Lake等開發中產品的需求,二是推進先進技術和製程模組。2025年將Intel重回製程領先地位[1],這已經相當不錯,不過需要注意GAA製程三星已有相當大的突破!如何在持續技術進步,是英特爾該思索的方向,畢竟你已經不再是霸主地位![20220705]


Key:
  • IFS近2年晶圓代工業務年營收介於7.15億~7.86億美元規模之間,相較於台積電2020年與2021年美元營收分別達455億~568億美元之間,市佔率是以2%與56%的巨大對比[4]
  • IFS已取得高通投產3奈米、2奈米等先進製程的承諾[4]
  • IFS取得聯發科採用既有16奈米製程量產成熟製程晶片,係以練兵與培養客戶為考量之一
  • 全球前五大IC設計業者高通、NVIDIA、博通(Broadcom)、聯發科、超微(AMD),除了聯發科以外,均係美系廠商[4]
  • Intel持續關閉或出售相關非核心業務,並推動關鍵業務獨立IPO放大價值。
  • AMD在2022年完成收購xilinx後,Intel卻將PSG部門規劃獨立。
  • Intel於2015年投資167億美元收購晶片業者Altera時,將可編程晶片事業納入旗下。該事業營收在2021年第四季達到4.8億美元,占Intel總營收比重約2.4%,此後Intel不再單獨公布該事業營收。
Intel 投資據點如下:
  • 美國的奧勒岡州:主要在開發3D封裝技術,生產基地位於新墨西哥州。
  • 馬來西亞:重要的晶片封裝、組裝和測試據點,在當地共聘僱 1.5 萬人
  • 印度:擁有美國以外最大的設計和工程中心,共聘用 1.4 萬人。
  • 愛爾蘭和以色列:設有先進晶片製造廠
  • 德國:晶片生產
  • 波蘭:晶片封裝設施
  • 越南胡志明市:總投資額達15億美元的工廠,2010年投入使用,是旗下規模最大的晶片組裝、封測廠之一,截至2021年,該封測廠已累計生產超過30億顆晶片。
  • [20240809]Intel市值已下滑至840億美元左右,是近30年來首次跌破千億美元大關

2022年6月27日 星期一

IC設計晶片製造研究

[20220805] 掛羊頭賣狗肉,晶片製造商需要自重! 學界提出新量化製成指標

IC製造為了銷售而不擇手段,假借奈米製程進步騙取大量訂單,學界終於看不下去,回過頭來說句公道話,應回歸實際晶片效能為準則[4],這真是典型的掛羊頭賣狗肉。如何可以如此欺騙瞞下,最終原因都在於大家以名為主,抽象化實際運作。兩千多年前,中國的古代哲學家老子就提出了「名可名,非常名。」的真知灼見,提醒世人勿被名稱所擾。

Key:

  • 數字命名製程節點:大眾認知也是數字愈小,晶片表現就愈好! (不一定對)[4]
  • 新衡量建議[5]
    • 史丹福教授Philip Wong:LCM (邏輯、記憶體和互連)密度做為度量衡指標
    • IEEE IRDS 主席Gargini:採用接觸式閘極節距(G)、金屬節距(M)、層數(T)

[20220802] 人怕出名豬怕肥,美國禁令14奈米以下製程設備不得銷往中國

高調出事,人怕出名豬怕肥,這句俗語真是形容貼切。日前中國企業採用中芯7奈米DUV製程的礦機晶片意外曝了光,遭觸動敏感神經的美國政府,再度收緊設備管控完全在業界預期中,美國設備廠也釋出了美政府通知消息,14奈米(含)以下先進製程設備不能銷往中國的禁令[3]。美國強力禁止,中國半導體業會置之死地而後生嗎?就以往的歷史來看,這勢必然如此。

不過這也令人看出美國的野心與手段,雖然這已不是第一次,用政治干預實在是不可取,不過問題也只有一個,實力問題!台灣不能置身度外,須要有憂患意識,積極向下培養基礎科學建設,掌握關鍵技術。

[20220801] 美國「晶片與科學法案」的這隻老虎終於成案

美國「晶片與科學法案」(CHIPS and Science Act of 2022)終於通過補助案[2],這個美國人當初不要的晶片製造苦力由美國轉移到亞洲,如今又汲汲營營想請回這晶片製造苦力,表面說詞不想給中國有機會成長,其實也是看準製造所帶來的人力需求。但是眾家廠商明明知道美國製造,沒有半點好處,為什麼還要去呢? 政治是唯一的考量,自古皆然。若有廠商不配合,政治就用相關法規來制裁你,讓你失去市場、及背後成長力。這就像明知山有虎,偏向虎山行一樣。

[20220627]

天天過年不可能,如今晶圓代工與IC設計都受到砍單及庫純過高的影響[1],台灣的台積電確實在這些混亂之中,仍是表現優異,無外乎是眼光放長、穩扎穩打的策略奏效,另一個很大的原因是專注本業!其中最有壓力的屬英特爾與三星,兩者都是因為擴大投資而有獲利壓力,GF與中芯雖然有台廠的外溢效應,但是其技術還有業績獲利壓力,若是支撐不下去,台廠可能獲利最大!

資料來源:CMoney


Reference:

[4][20220805]專家籲晶片製程重新命名 避免淪為業者行銷噱頭
專家籲晶片製程重新命名 避免淪為業者行銷噱頭 (digitimes.com.tw)

半導體產業以數字命名製程節點已行之有年,大眾認知也是數字愈小,晶片表現就愈好。然而隨著製程技術持續進步,晶片不斷微縮,電晶體架構逐漸變化,晶片製程節點的命名也更加複雜。

根據華爾街日報(WSJ)報導,半導體產業過去幾十年來一直遵循著每2年電晶體數量增加1倍的摩爾定律,英特爾(Intel)、三星(Samsung)、台積電這三家晶圓巨頭均強調能將多少電晶體納入晶片,彰顯晶片的處理速度或能耗有所突破,贏得利潤豐厚的合約。

但如今半導體晶圓廠的製程命名也和其他產業看齊,成為一種行銷手段,好比服裝尺碼的變化,今日女裝的8碼可能是昨日的16碼。三星不久前才慶祝號稱謂業內首款的3奈米晶片開始量產,但哈佛商學院教授Willy Shih表示,單從數字看不出三星的3奈米晶片是否優於台積電的4奈米晶片,還需要比較運算效能和功耗等因素。

在技術推進方面落後於台積電和三星的英特爾,2021年時重新命名自家的高階晶片庫,10 奈米晶片變成Intel 7。執行長Pat Gelsinger當時承認,包括英特爾在內,這類產業標記已不代表任何具體的測量標準。

製程數字名稱的價值在2015年遭到質疑,當時蘋果的iPhone 6s系列分別採用台積電和三星製造的SoC,其中三星為14奈米晶片,台積電為16奈米晶片。iPhone 6s推出後,科技評論家紛紛進行效能測試並總結搭載台積電晶片的iPhone效能、發熱情形和電池續航力均優於三星。知情人士透露,這次的晶片對決暴露產業幾乎不為人知的祕密,那就是台積電與三星的晶片尺寸都與命名不符,這2款晶片的關鍵特徵都在30奈米左右。

部分晶片專家建議建立一個新的命名系統,改以效能、功率降低或成本等指標代替奈米數字,例如史丹福大學電機系教授Philip Wong便提出以LCM (邏輯、記憶體和互連)密度做為度量衡指標。

2020年4月,IEEE國際設備和系統路線圖(IRDS)主席Gargini呼籲晶片製造商回歸現實,建議業者採用接觸式閘極節距(G)、金屬節距(M)、層數(T)等3項變數指標來取代奈米

[3][20220802]美14奈米禁令重創歐美日設備廠 台廠影響微、還可能獲轉單

美國家進一步收緊對中國半導體產業發展的管控力道,除了ASML的獨家EUV設備原本就無法銷往中國外,最新情勢則是部分美國半導體設備大廠對外表示已收到商務部通知,限制將14奈米(含)以下先進製程設備銷往中國。

******From Wiki

極紫外光微影超紫外線平版印刷術(英語:Extreme ultraviolet lithography,亦稱EUV或EUVL)是一種使用極紫外光(EUV)波長的下一代微影技術,目前使用7奈米,2020年得到廣泛應用。

透過高能量、波長短的光源,將光罩上的電路圖案轉印到晶圓的光阻劑塗層。EUV光源波長比目前深紫外光源(Deep Ultraviolet;DUV)的光源波長短,約為15分之1,因此能使用於線距更小電路圖案的曝光上。然而EUV光罩與傳統的光罩截然不同,當採用13.5nm波長的極紫外光微影技術時,所有的光罩材料都是不透光的,因此具複合多塗層反射鏡的光罩可將電路圖案反射到晶圓上。這種多層膜EUV光罩一方面可維持光罩的反射率,但另一方面會影響臨界線寬、輪廓、刻線邊緣粗糙度、選擇性和缺陷控制方面,而造成獨特的蝕刻效果。

微影設備是利用光線的波長來加工精密尺寸的晶片,又稱蝕刻機、光刻機;波長不同效率差很大。最早是使用汞燈產生的紫外光源,再來是深紫外光源(DUV),波長可從365奈米縮減到193奈米;最新技術的極紫外光源(Extreme Ultraviolet;EUV),更將波長縮減至13.5奈米。

目前以DUV設備應用最廣、需求也最大;僅台積電、三星等少數具7奈米及其以下製程能力業者,才會使用EUV。

光罩傳輸模組則是DUV設備的重要組件,負責將光罩由光罩盒傳送到光罩平台模組,之後移動光罩曝光,將電路圖版光刻在晶圓上。
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半導體業者表示,台廠在此波戰事中衝擊甚微,除部分搶進中國市場的設備材料業者可能受創外,晶圓代工產業應無明顯影響,甚至可能因此獲得客戶轉單。

日前採用中芯7奈米DUV製程的礦機晶片意外曝了光,遭觸動敏感神經的美國政府,再度收緊設備管控完全在業界預期中,美國設備廠也釋出了美政府通知消息,14奈米(含)以下先進製程設備不能銷往中國的禁令。

此禁令若正式宣布,中芯華虹勢將更為低調,也將衝擊中國數十座計畫或建置中晶圓廠。半導體業者表示,其實7奈米以下採行DUV設備是可行的,只是良率非常低且成本相當高昂。

這也是三星電子(Samsung Electronics)、台積電進入7奈米世代後,除了首代DUV外,接下來已導入EUV設備技術,7奈米以下欲實現大量生產與獲利,還是要EUV設備。

也因此,此次禁令影響的會是14奈米,難以獲得大量DUV等相關設備與龐大技術人力支援下,中芯與華虹恐將在14奈米卡住,雖然可從二手設備市場重金入手,但美國還是時刻緊盯著,主流將是28奈米製程,而這也是競爭相當激烈的製造世代。

半導體業者表示,美國政府再度掐住中國半導體自主大計,雙方戰火再起,但其實對決局勢較前幾年已更為複雜,不止有疫情俄烏大戰的干擾,雙方經濟發展皆大受影響,在巨大通膨壓力下,終端市況疲弱,電子與半導體產業熱度也由熱轉冷,大部分企業營運正苦陷衰退危機。

美國若再強力施行中國設備禁令,全球前十大設備大廠獲利將大受影響,沒有面板、記憶體封測擴產大單,只靠台積電、三星與英特爾(Intel)先進與成熟製程擴產,是難以餵飽全球龐大設備產業鏈,因此,全球設備業者勢如何應對將備受關注。

值得一提的是,肩負推動半導體產業發展的大基金近年腐敗事件頻傳,號稱的先進製程推進與晶圓廠遍地開花,其實也隱藏了不少地雷,在前線美國箝制力又加大下,中國的半導體自主大計又離目標遠了些。

以設備來看,肩負自主大計重任的就是2004年創立的中微半導體,創辦人尹志堯曾任職英特爾與應材(Applied Materials),2020年宣布自主研發的5奈米蝕刻機已獲台積電驗證通過,且已用於生產線,當時引發極大關注。

而北方華創的產品也宣稱相當全面,提供蝕刻、薄膜、爐管、清洗及MFC等半導體製程設備及核心零組件,但半導體設備鏈長且複雜,單靠這2家也難解除危機。

值得注意的是,對台半導體供應鏈而言,中美半導體角力戰已非頭一遭,且已有先前地緣政治承壓經驗,能配合的全做了,因此在此波戰局中衝擊甚微。

台積電本來在7奈米以下先進製程戰場就是一個人的武林,在中國南京廠則是16奈米製程,且正在擴產的是28奈米,聯電的戰略則是停留在22/28奈米,14奈米對營收並無貢獻,世界先進與力積電則是一直以來幾無中國客戶。

中芯、華虹14奈米遭卡脖,數十座晶圓廠擴產與建置多少也將受影響,中國IC設計業者欲拉升晶片實力,也只能向外投片,若不投美國GlobalFoundries、英特爾,而三星自身製程技術與產能有限下,也只有台積電可以選擇。

此外,考量中芯、華虹屢成鎖定目標,基於長期穩定代工關係與優異良率、效能,世界先進、力積電與聯電大有機會取得中國廠或其他國際大廠成熟製程轉單標的。

[2][20220801]520億美元晶片法案將上路 台積電勉強損平、英特爾等難關開始

美貿易戰擴及科技半導體大戰,美國為強化競爭力,2021年中提出《美國創新與競爭法》,而當中被包在其中,訴求扶植美國本土半導體產業的晶片法案橫空出世,長達1年多方角力,終在28日送交眾議院表決通過,待總統拜登簽署即可付諸施行。

此法案正式全名為「晶片與科學法案」(CHIPS and Science Act of 2022),包含527億美元半導體補貼,以及約2,000億美元科學研究經費。然而備受關注的527億美元半導體補貼金額,誰能分、分多少,以及所附帶的條件與帶來的利弊尚不明。


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英特爾與台積電最新營運狀況比較

補助案通過後,接下來呢?暫不論相關州政府或投資稅收抵免等更多條件誘因,半導體業者認為,單純527億美元補助中,英特爾為最大受惠者,估能分走逾200億美元,主要是在美擴產規模最大,又是自家人。

日前也吵著補助將影響在美擴產步調的GlobalFoundries(GF),為現階段能真正向美國政府展現自家晶圓代工實力的業者,應也要到不少糖,另外,美光(Micron)德儀(TI)等美系指標大廠取得補助的金額應也不少,其他才是台積電、三星電子(Samsung Electronics)與環球晶等非美系大廠所能分食。

只不過,百億美元聽起來很多錢,但其實對於各自早已發動千億美元擴產規模的英特爾、三星與台積電來說,美國通膨壓力不斷加劇,此筆補助減輕建置成本壓力,但很快就會耗盡花光。

半導體業者表示,與GF、英特爾在歐美等高舉擴產大旗,先前喊出補助不通過就無法動工的策略相比,台積電位亞利桑那州的5奈米新廠早於2021年4月就動工興建,預計2024年就可營運量產,月產能2萬片,估計將創造2,000個直接工作機會,及數千個間接工作機會,龐大供應鏈也早已陸續前往部署。

也就是台積電對於此原本完全不需要的新廠建置案,在確定不可逆行後,也把補助最壞情況計入,就馬上投入興建工程與設備材料採購,展現強大執行力,為縮減人力需求缺口,也積極拉升自動化比重,在人才取得上,除將有台灣經營與工程師、技術員等產線團隊外派赴美外,也在美國當地進行人才招募並來台受訓。

進一步來看,重返晶圓代工的英特爾,以及2021年前未上市前還陷入大虧的GF而言,全球晶片大廠幾乎陷入高庫存低需求困境,拿了政府補助錢就要擴產,但客戶與訂單從何而來,新廠所帶來的設備折舊成本也相當可觀,不光是美廠,先前喊出的歐洲擴產大計恐成燙手山芋。

此外,四面楚歌的英特爾,第2季財報表現令市場驚訝不已,雖市場已預期資料中心需求降溫且PC出貨跌幅大,但沒想到營收連7季下滑,獲利年減79%,對於第3季財測亦相當保守。

儘管英特爾預期第3季為全年低點,第4季將回升,然其單季與全年毛利率表現已不及台積電,預估2022年全年毛利率約達49%的英特爾,已難回到維持多年的6成毛利率榮景。英特爾在產品平台事業面臨前所未見挑戰,市佔不斷萎縮,而晶圓代工客戶起步難,在歐美鉅額擴產對其將帶來沉重壓力。

美國半導體補助法案已通過,供應鏈心知肚明,台積電拿不到過半補助金,但恐怕是執行力最高的業者,其欲損益兩平,不拖累整體獲利,絕對要供應鏈與客戶「共體時艱」,除了每年議價將相當強勢,特別跟隨赴美設廠也齊心撙節成本。

另在客戶方面,目前美國新廠會比較著重基礎建設和國家安全方面,代工報價可以維持高檔,台積電整體代工價格將是只漲不跌,2022年全製程調漲1~2成,2023年部分製程客戶再漲6%附加費。在製造成本高昂的美國,台積電傾全力恐只能損平,更不用說GF、英特爾與三星等。眾廠拿了補助金,才是危機的開始。

除了晶圓代工,多國力邀設廠的矽晶圓大廠環球晶,最後宣布在美國擴建新廠,徐秀蘭也明確指出,有客戶簽長約、預付貨款,且預售至少8成產能等才會建置新廠,因此各條件到位後就決定在美設廠。

[1][2022-06-27]晶圓代工、IC設計強弱分明 訂單外溢效應消退誰首當其衝?
陳玉娟/新竹


全球半導體市況瀰漫2023年會更糟的悲觀氛圍。據晶圓代工業者表示,半導體產業本來就不可能天天在過年,但砍單與手機高庫存等消息已是過度解讀放大,整體市況雖走弱,但供應鏈不至於一下子就跌到谷底。

事實上,除了部分不具競爭力的業者將打回原形,不少業者營運表現都還是優於2020年或2019年疫前水平,以晶圓代工產業來看,面對部分產品需求衰減而新產能續擴下,眾廠產能利用率確實不再會是全線滿載盛況,但立即受到的影響的是受惠台廠訂單外溢效應的GlobalFoundries(GF)與中芯。

此外,供需市況劇變,晶圓代工產線還沒開始上路的英特爾(Intel),以及先進製程未見大客戶的三星電子(Samsung Electronics),其鉅額投資也將令獲利壓力加劇

半導體供需反轉時間與幅度究竟有多大,目前市場雜音分歧,現階段較為明確的就是TV、手機與PC等消費性電子產品需求跌速超乎預期,受到庫存水化急升的終端品牌大舉下修全年出貨目標衝擊下,面板與驅動IC晶片第2季起開始陷入價量齊跌窘境,提前宣告2021年供不應求榮景已結束。

而近月來不斷釋出的Android手機庫存水位急升,以及市場又再傳出三星暫停對外採購與手機庫存過多等諸多負面消息,更令供應鏈砍單連鎖效應快速擴大。包括高通(Qualcomm)、聯發科、聯詠、奇景等多家IC設計業者頻傳調降目標出貨與大砍晶圓代工投片量,半導體市況瀰漫下半年旺季不旺,2023年會更糟的悲觀氛圍。

據晶圓代工業者表示,與手機、NB及TV相關的晶片產品,由於終端客戶調整庫存,確實出現訂單調節狀況,最受關注的就是驅動IC,市場皆認為出貨衰減幾已是海嘯等級,但進一步來看,雖見終端品牌客戶大規模砍單,但不會先砍擁有多年合作關係且技術品質與服務能力深厚的大廠,會以先前受惠一線大廠因產能滿載所帶來的訂單外溢效應的二、三線業者為主,此由部分業者第2季業績重摔遠超過一線大廠顯見。

而在晶圓代工競況方面,業者指出,全球通膨風險加劇,消費性電子市況明顯降溫,自5月下旬起,確實有部分客戶調節下半年訂單及希望重新討論長約價格與投片量,但此也在預期中,半導體產業本來就不可能天天在過年,但如聯發科、三星砍單與手機高庫存等消息算是過度解讀放大,目前並無外界所言大刀砍向晶圓代工,整體來看,面對部分產品需求衰減而新產能續擴下,眾廠產能利用率確實不再會是全線滿載盛況。

但台廠相較對其他同業,下半年仍能維持90~95%高峰,除了有車用、工控與HPC等需求仍相當強勁的產品立即填補空出產能外,另一關鍵就是IC設計客戶調節訂單,會先以2021年承接外溢訂單的GF、中芯等業者為主。

也就是在供需恢復正常下,IC設計業者下單會以台廠為首選,主要是台廠良率甚高,以成熟製程來看,台積電、聯電與世界先進的良率可以高達95%,技術水平遠高於其他業者,還有就是擁有彈性高、速度快、客製化等專業服務,這也是台晶圓代工廠在疫前競況,獲利表現仍遠優於其他同業的關鍵。

相較之下,GF長年苦陷虧損,出售退場傳言不斷,而近年遭美方箝制的中芯,2019年疫前扣除政府補助也是虧損狀態。值得一提的是,在台積電眷顧下,旗下8吋廠世界先進是唯一仍有轉單效益的業者,與台積電持續有客戶訂單及產能調配上的合作

除此之外,終端供需市況劇變,暫不論歐美政府補助是否到位,英特爾現已投下鉅額投資大擴先進製程與產能,然其重返晶圓代工戰場,接單與生產還沒全面啟動,已面臨只有自家採用,以及IC設計產業面臨亂流且不輕易轉單危機。

同樣問題也發生在先進製程加速推進,卻未見大客戶投片的三星,千億美元投資將令獲利壓力加劇,甚至將拖累集團營運。

2022年5月16日 星期一

三星研究--製程2奈米


三星半導體:

  • 關鍵技術演進
    • Gen 3:環繞式閘極場效電晶體(GAAFET)
      • 奈米線(nanowire)
      • 奈米片(nanosheet): 
        • 三星 2017年開始發展多橋通道場效電晶體MBCFET(Multi Bridge Channel FET),2022年6月成熟
      • 解決4奈米後的漏電問題
    • Gen 2:鰭式場效電晶體(FinFET),2011~ 10years
      • 由Gen1之2D到Gen2 3D
      • 3個接觸面
    • Gen 1:金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)
      • 漏電問題嚴重
      • 1個接觸面

[20220704]

三星速度快,目前已經將3奈米GAA奈米片形式製成完成,可說是半導體製程的重大突破。終止了長達十年的FinFET。[7][8] 三星此番動作,不僅只為了先宣示,更是想一掃之前高通轉廠台積電的恥辱。進而大膽的向全權宣示三星製成技術領先台積電與英特爾,具有跨時代的意義。的確,製成演進,由MOSFET到英特爾十年前發展的FinFET都是為了解決漏電問題,而在製程越來越小狀況之下(4奈米),而進化成GAA 奈米線與奈米片! 英特爾、三星確實都是技術的開創者,作為跟隨技術的台積電,穩扎穩打,將技術做到穩定度高! 但是台積電確實也有開創技術不足之處,台積電應該要特別慎重這一塊!

[20220622]

2032年5埃階段將採用叉型片的互補式場效電晶體(CFET)[6],技術不斷的創新。IC製程確實是一門高深的學問,3奈米、2奈米乃至於1奈米,晶片越做越小! 台積電、三星電子、英特爾三雄鼎立,欣賞三星電子的企圖心,而英特爾老大哥緊追在後,誓言奪回霸祖地位! 台積電可要小心啊? 台灣的護國神山!

[20220621]

三星的半導體製程環繞式閘極GAA真是吃快弄破碗[5],想要稱霸半導體製程,可能要穩扎穩打,第一印象是最重要的,不要賠了夫人又折兵!

三星宣稱的2022年全球首發GAA製程,抑或英特爾2024下半年、台積電2025年導入GAA製程,均著眼於GAA架構能夠更為精確的控制電流

不過二奈米的技術可說是百花齊放,有台積電的奈米片(nanosheet)電晶體設計、三星的環繞式閘極場效電晶體(GAAFET)-奈米線(nanowire)與英特爾的GAA製程2奈米世代(Intel 20)!

三奈米:台積電方面,3奈米節點階段仍會採用現行鰭式電晶體架構(FinFET)技術

[20220525]

三星為了大刀闊斧,提高一個集團層級,花了鉅額投資五年450兆韓元(約3,560億美元)[3],三星為什麼敢如此大手筆呢? 在現今世界不明情況下,可見是有看到什麼特別商機,或是想要立於不敗之地? 值得持續觀察,可以觀察到在半導體上的投資是其他領域的六倍以上,看來三星想利用此機會,進攻半導體霸主地位,台積電、聯發科、鴻海等公司要值得注意三星動態!


[20220516]

三星霸業真是無與倫比,稱之為電子通訊產業大猩猩一點也不為過! 今天有見到一則新聞[1],
三星獲得Dish Network 5G的大訂單,這也是三星在美國第二大規模合約,三星的產業上、中、下游的優勢,在於整合還有價格方面。台灣如何能夠也產生一個三星霸業呢?目前以鴻海最有可能,只不過鴻海的技術能力還需要大量提升,而產應鏈的供應、國際上的發聲、領導都還需要更積極的投入。

[20220503]
三星真是一隻大猩猩,上下產業整個垂直整合,無所不包[0]!台灣有機會與之效仿的,應該只有鴻海了! 企業間的彼此競爭,國家資源的投入非常重要! 台灣真的不能再把整個思緒都放在政治,媒體與政府應該都要警覺這一點!需要有人當烏鴉,就像胡適先生這般,為了整個學術界及教育界,乃至於政界,願意當個烏鴉提醒大家!


2022年5月13日 星期五

併購研究


[20241009] 高通併購Intel總整理

不得不讚佩林宏文先生,快速地將所有併購案做整理,下面則是林先生的文章,這位林先生為交大電信的學長,待日後有空,在詳細整理此文。
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最近高通提出併購英特爾的想法,引發市場許多討論。我認為這個併購案成功機會不大,反而應該關注的點是在併購時透露出來的訊息。我想就趁著這個機會,整理一下過去台灣半導體產業發生過的幾個經典併購案例,或許大家可以從中獲得一些意外的收獲。

先談高通併英特爾。其實大家心裡都有數,在地緣政治下,這種太偉大的收購案已不可能過關,我相信高通執行長也很清楚這一點,但為什麼高通還會釋放出這個訊息?

我感覺,高通想併英特爾,或許可能真的有這個想法,但考量即使最後做不成,反正也沒什麼損失,甚至還可以趁機做個宣傳,秀一下肌肉。過去英特爾一直是業界老大,但如今陷入虧損、裁員不斷,正值最窘困的時期,高通趁機吃一下豆腐,也可以向外界傳達一個訊號,展現高通有併購實力。而且,說要併購,也不必花一毛錢,現在全世界都在認真討論這件事,等於也達到宣傳效果了。

其實,當今全球半導體老大早就不是英特爾了,最強的企業都在IC設計業。用市值來看,輝達3.06兆美元,博通8250億美元,接下來還有2765億美元的超微,高通的1881 億美元只能排第四。高通率先跳出來談併購,要先聲奪人,也是給自己壯膽。

2017年,高通也曾被吃過豆腐。當時博通提出以1000億美元收購高通,雖然隔年被川普總統以國安理由駁回,但在併購案過程中,一定也讓高通心裡很不是滋味。如今博通因不斷併購長到高通四、五倍大的市值,也想更上一層樓的高通,要如何努力追趕前面三座大山(輝達、博通、超微),或許併購英特爾是不錯的點子。

因此,不管併購案機會大不大、最後成不成,任何一個併購案會被提出來,背後一定有各種原因,有可以搬上檯面讓大家正經八百討論的理由,但也有很暗黑、不好明說的部分。跑了三十年產業,看過不少併購案,我會說,許多併購案確實有其理由,但那些沒有被說出來的理由,應該也有值得討論之處。我就跟大家分享一下,過去台灣發生的重大併購案,到底有哪些你沒想到的意義。

先看龍頭廠台積電。台積電過去很少發動併購,但2000年初,短短八天內接連併購德碁與世大,至今依然是公司歷史上罕見的收購動作。

當時是景氣熱絡的千禧年,產能確實很缺,而且那時聯電與台積電實力差不多,聯電在0.18微米甚至還領先台積電。激烈競爭的環境下,加上世大的大股東積極穿梭遊說,挑起聯電跟台積電之間的競標心理,最後是聯電退出,由台積電得標。

在這個晶圓雙雄世紀爭霸戰中,台積電考量的是當時客戶大量下單,還有三成無法滿足的缺口,當然不希望產能落到聯電手中,因此積極出手。只是,台積電雖然也因此增加了產能,但德碁與世大在產品、技術與設備都與台積電差異很大,因此也是耗費不少力氣才整併完成,一般認為這兩個收購案效益並未達到原先預期。

台積電這兩個併購案,還有一個很重要的衍生效應。原世大總經理張汝京離職後到上海另創中芯半導體,間接刺激中國半導體產業快速成長,二十多年來中芯歷任執行長都來自台灣,從張汝京、邱慈雲、王寧國到梁孟松,讓中芯一路成長茁壯,演變為中國大陸步步進逼,並形成如今美中對抗的衝突局面 。

因此,台積電的併購案,一方面是為了解決客戶產能不足的問題,但另一方面則有擔心落入對手陣營的心理,只能說,當時世大的大股東、中華開發總經理胡定吾的策略運用成功,充分利用了雙雄之間的博弈心理,把新娘風光出嫁。

台積電併購德碁與世大,到底理由與內幕為何,創辦人張忠謀先生十一月底的新書發表,相信應該會提出他的第一手看法,大家可以拭目以待。

IC設計龍頭聯發科,過去也曾發動不少次國內外併購,例如2012年聯發科收購晨星,被外界稱為大M併小M,當時這個併購大案備受矚目,因為兩家公司都擁有超強的手機及電視兩大產品線,都是技術領先且獲利良好的公司。不過,雙方各有所長,聯發科強在手機,晨星電視占上風,而且兩家剛好都分居第一名及第二名,彼此競爭激烈,也都很難撼動對方,因此雙方合併會有很大綜效,不只是讓產品線變更強大,而且剛好很互補,更重要的是立即減少競爭,等於在國內沒有對手了。

不過,聯發科另一個併購楊智的案子,就和晨星不太相同。收購揚智不只是要減少競爭對手,更是要消滅對手,揚智被收購後,與聯發科競爭的業務如DVD晶片等就停止開發,人力轉去做STB 機上盒晶片,後來聯發科更與揚智分道揚鑣,讓揚智尋求獨立發展。聯發科當時以5.5億元買下宏碁手上約19%的揚智股權,可以說是用了極低的代價減少一個競爭對手,這樣的收購應該也是另一種型式的成功。

台灣半導體業還有兩個最受矚目的「非合意」併購案,發生在封裝測試及通路零組件業。包括2015年的日月光併矽品,以及2019年大聯大收購文曄,不過,兩個案子從最初想法到併購手段,再到最後的結果,可以說完全不同。

日月光併購矽品,當時被視為台灣有史以來最大的敵意收購案,矽品董事長林文伯極力抗拒,也搬出白衣騎士鴻海來當救兵,但出的換股價比日月光的公開收購價還低很多,最後當然沒有獲得廣大外資及小股東的支持。在雙方激烈鬥智鬥法後,最後日月光以成立控股模式,承諾矽品可以維持公司獨立運作,最後才順利獲矽品大股東點頭。日月光最後是以一股的控股公司換二股矽品,將矽品納入日月光控股,再以每股55元、總值1313億元的現金給矽品股東,所以意思就是矽品林文伯拿錢走人,最後控股公司則納入日月光大股東張虔生手上。

日月光與矽品的日矽合,當時市佔率第一19.1%的日月光加上第二10.1%的矽品,合併後擁有29.2%的市佔率,拉大領先第二大艾克爾(Amkor)的11.5%。把第二名的艾克爾遠遠拋在後頭,確實已達日月光張家建立封測霸業的目標。

日矽合這場「非合意」收購,整個過程雙方全力爭取外資股東支持,向小股東精神喊話,同時找銀行團及政府政策支持背書,大打法律戰與資金戰,整個演變絕對稱得上是非合意收購中的「敵意」併購。但大聯大公開收購文曄股權,則又是另一個完全不一樣的非合意收購典型。

我在之前寫過的評論文章中提過,大聯大收購文曄,並非真的要併入文曄,更大的目的是先插旗,不希望文曄落入歐美對手艾睿(Arrow)及安富利(Avnet)手中,這對台灣半導體通路業是最大的威脅。大聯大公開收購文曄,最後演變成一個非合意收購案中很少見的「善意」 收購,與日矽合的過程及結果很不同。

當時,大聯大強調即使收購近三成文曄股權,仍會遵循「四不一會」原則,如今看來大聯大都依約做到,五年來大聯大即使持續是文曄的第一大或第二大股東,但從未取得董事席次,也不介入經營,至於文曄則找來祥碩入股助陣,加上文曄努力經營,透過兩次收購將市占率大幅提升,文曄、大聯大、祥碩三家公司股價也都明顯上漲,五年前一個被視為非合意的收購案,如今結果是三方都贏,不只是對三家公司的經營者與股東都有交待,對於台灣半導體通路產業,也都呈現各方都贏的結果。

在台灣半導體產業併購史中,還有一家我認為是最經典也最完美的收購,那就是目前全球第三大的矽晶圓廠環球晶。環球晶歷經四次海外收購案,兩次美商、一次日商、一次丹麥商,從一家台灣小公司中美矽晶,成長為僅次於日商信越及勝高的第三名。這是台灣企業走上國際市場一個重要案例,中美晶前董事長盧明光及現任中美晶及環球晶董事長徐秀蘭,堪稱是台灣國際併購的頂尖高手。

更重要的是,環球晶因為四次跨國併購,讓生產據點遍及歐美、日本、東南亞及中國大陸,在當今地緣政治紛圍下,各國都要求在地生產,環球晶等於是提早完成全球佈局,不只比前兩大的日本公司更具有競爭國際市場的基礎,更讓目前還在美日德等國積極投資設廠的台積電望塵莫及。

至於在其他非半導體的電子業中,當然也有不少併購經典,其中國巨也可以名列其中。從早期併購飛利浦建元廠、德國Vitrohm,到2018年之後接連合併國內多家被動元件廠,以及跨國收購普思、基美,讓國巨順利擠身全球前三大被動元件集團,也是台灣企業走向國際的案例之一。不過,國巨老闆陳泰銘作風爭議頗多,發生過不少公司治理的弊端,是美中不足之處。

最後,另一個備受矚的併購新秀則發生在生技業。目前生技股王保瑞生技,自 2013 年陸續併購聯邦製藥、美商益邦製藥、GSK 加拿大廠、伊甸生醫、安成國際、美國藥廠 USL、美國Emergent公司及泰福等藥廠, 是目前國內唯一可同時提供大、小分子委託開發代工製造服務(CDMO)廠商,並且擁有涵蓋北美市場的跨國生技集團。

最近的一個收購案,則是買下泰福三成股權,並取得位於美國聖地牙哥的工廠,這對保瑞拓展美國市場有相當大的助益。美國生物法案通過後,面對中國大陸及韓國每家CDMO廠的產能規模都是台灣廠商數十倍到百倍大,台灣CDMO廠商想取得商機,一定得要先建立在美國的生產據點,保瑞收購泰福,快速取得在北美的大分子藥物生產工廠,可以說是保瑞收購泰福案的最大關鍵點。

相較電子產業眾多優秀的跨國併購前輩,保瑞董事長盛保熙年紀更輕,過去生技業有四大天王,但四大天王都是科學家出身,盛保熙則是比科學家更敏銳的精明生意人,每次併購案都可以談到低價入股條件,而且還順利完成整併效益,這種跨國併購的融合力與執行力,不輸許多電子業的併購成績,可以說是目前台灣進行國際併購不可多得的後起之秀。

我預期,一向積極投資生技業的潤泰集團尹衍樑,在浩鼎董事長張念慈突然過世後,可以說是痛失一位與他可以互相切磋討論及運籌帷幄的軍師,如今盛保熙展現驚人績效,未來尹衍樑與盛保熙必然會有更緊密的整合,或許是進一步將潤泰集團旗下企業與保瑞合作,或甚至成立大型基金進行更多的海外併購,總之優秀人才一定不會寂寞,台灣生技業發展二十餘年,也需要以跨國併購走向國際市場。[7]

[20240115] HPE收購Juniper是否對於Open RAN有影響

電信商而言,瞻博網路(Juniper Network)作為獨立創新者的喪失是一大問題。Juniper的很大一部分收入來自電信商。但是HPE對電信業務卻隻字未提。此外,HPE在該電信商市場的份額很小,Juniper的電信服務供應商業務僅佔合併後公司總銷售額的18%。因此,這也令人擔心是否可能會後續陷入困境甚至被出售。

GlobalData電信技術和軟體研究總監在一份研究報告中表示:擬議的收購將顯著提升 HPE 在電信網路設備供應商生態系統中的地位。另一方面,它完成Juniper向雲端服務提供商、電信公司和企業的技術提供商的成功轉型,而電信公司可能在未來的 HPE 網路業務中扮演次要角色。這對於HPE攻佔此市場其實是一個很好的商機。合併後的公司當然應該能夠整合更廣泛的電信產品。

Juniper帶來適用於核心、邊緣和城域網路的傳輸產品,以及RIC。這些 RIC 是基於「開放」RAN(或 O-RAN)概念的新型 5G 網路的一項大肆宣傳的可能功能,其中組件由眾多供應商提供,而不是由一個供應商的系統提供。

HPE則擁有去年收購的義大利小型 5G 核心網路技術開發商Athonet 及其 GreenLake 雲端平台。它還在行銷其用於部署在電信網路中的伺服器,這些伺服器將取代愛立信和諾基亞等套件供應商銷售的傳統「設備」。

慧與將能夠將這些不同的元素打包並一次性出售。如今,5G O-RAN 面臨的挑戰之一是能否將這些組件組合成一個無縫、完全集成的解決方案,為我們的客戶提供服務。HPE將有更好的機會提供這些全面的解決方案。

但是業界可能需要一些說服力。首先,開放式 RAN 對其堅定支持者來說就是分解,允許營運商混合來自不同供應商的零件,而不是從單一供應商購買「完全整合」的產品。更重要的是,即使在合作之後,HPE 和Juniper也不會提供完全整合的 RAN 產品。既不製造無線電也不開發 RAN 軟體。愛立信是Juniper的長期合作夥伴,有可能填補這些重要的空白。

如今,很少有營運商願意從一家供應商購買涵蓋所有這些領域的完全整合的解決方案。Nokia先前曾嘗試過類似的做法,在前執行長 Rajeev Suri 的領導下將自己定位為「端到端」供應商,擁有一系列核心、IP、光纖和接入技術。但當 Suri 在 2020 年底被 Pekka Lundmark 取代時,該策略立即被放棄。「進行『端到端』討論很有趣,但這不是客戶的購買方式,」。

Juniper暗示Athonet 提供電信服務。雖然其技術備受推崇,但它為「私人 5G」網路開發核心軟體,通常與企業部門相關,而不是美國 AT&T 或歐洲沃達豐等公司建造的公共 5G 網路。事實上,當談到 Athonet 時,人們的討論通常是關於其 5G 技術與 HPE 的 Wi-Fi 在企業環境中所提供的服務相比將扮演的角色。

整體而言,Juniper的併購案,對於HPE朝向Open RAN方案無疑是加分。HPE目前擁有義大利小型 5G 核心網路技術開發商Athonet及其GreenLake雲端平台,再加上Juniper可說是互補合作。但是另外值得注意的是企業大者恆大,小業者要冒出頭的機率真的又是變得更低。

[20240110] HPE表示將斥資 140 億美元收購Juniper
HPE將斥資 140 億美元收購Juniper(瞻博網路),此舉可能是自 2016 年諾基亞斥資 156 億歐元(171 億美元)收購阿爾卡特朗訊(Alcatel-Lucent)以來網絡設備領域最大的收購案。

在2015 年,前惠普公司 (Hewlett Packard)拆分為兩家獨立公司時創建HPE,企業部門銷售一系列 IT 和網路產品。但其運算和儲存單元(合計約佔其銷售額的一半)正在萎縮。截至 2023 年 10 月底的三個月(HPE 第四季),HPE 的整體銷售額為 74 億美元,儲存收入與去年同期相比下降12%,而計算產品收入下降30%。相反,HPE一直在尋求更新的「智慧邊緣」和人工智慧資產來實現成長。2023年第四季智慧邊緣銷售額達 14 億美元,較去年同期成長 41%。2023年 6 月,HPE收購規模小的義大利私人 5G 網路開發商 Athonet,進一步豐富HPE的產品。

網路市場長期以來一直是Juniper賺錢的地方,特別是代表網路管道的交換器和路由器。HPE的主要興趣是Juniper在人工智慧和雲端方面的網路相關專業知識,關於Juniper的雲端平台及其 Mist AI 技術,該技術使用數據分析和機器學習來解決網路問題並改善客戶體驗。這對 HPE 及其「智慧邊緣」企業網路部門具有明顯的吸引力,該部門主要建立在 2015 年斥資 30 億美元收購 Aruba Networks 的基礎上,目前季度收入超過 10 億美元。Aruba 是一家無線網路專家,當時的年銷售額約為 7.3 億美元。因此,HPE如今已成為企業 Wi-Fi 及相關服務領域的巨頭之一,

不過這項併購案擔心對電信市場造成影響。因為獨立的Juniper一直堅定地致力於服務提供者市場。但是Juniper在電信領域發揮是如此重要作用的供應商但也被以企業為中心的HPE併購。
服務提供者將Juniper視為創新者。電信業迫切需要像Juniper這樣的創新者。DWDM(密集波分複用)上的IP(網際網路協定)與自動化/機器學習相結合,使Juniper在電信領域處於非常好的長期地位,但這需要耐心的買方」。

其實,Jniper的電信服務供應商業務一直停滯不前,其雲端業務也急劇下滑。2023 年前 9 個月服務供應商銷售額相對持平,約 14 億美元,雲端收入年減 17%,至 8.46 億美元。成長完全由企業銷售額推動,成長 35%,達到超過 19 億美元。根據最近財年的業績,瞻博網路的服務供應商業務僅佔 HPE 全新網路部門營收的 18%。如果2024年與2023年類似,其貢獻將進一步減少。

整體而論,HPE併購Juniper嘗試著與Cisco一決高下的態勢,是越來越清楚明瞭。但是HPE會不會繼續將Juniper的服務供應商業務餅吃大就不得而知,難怪電信業者會擔心起來。


[20230918]全球 IC 通路商文曄科技以38億美元現金併購加拿大商Future Electronics 
全球 IC 通路商四哥文曄科技,9/14宣布以38億美元現金買下加拿大商Future Electronics(台灣創先電子)。這也是2009年來文曄的第9樁併購,同時也是規模最大的一次。此外這為繼美光收購華亞科後第二大半導體業收購案。

然而,Future年營收超過1943億元,IC通路營收規模排名全球第六(來自IBE統計排名),獲利穩健,2022年營收1943億元台幣(60.72億美元),稅後淨利157億元,營收規模排名全球第六,毛利率高達18~20%,比文曄3~4%要亮眼,今年2023年上半也賺57億元。

Future Electronics是一家55年加拿大老牌IC通路商,一直以私人控股持有,成立以來營運穩健,業務版圖橫跨歐亞美,現在擁有400家以上供應商,超過1.5萬家客戶的大型IC通路商,業務覆蓋47國,全球員工數5000人,更重要是獲利能力佳。

文曄以大型一線500大客戶為主,客戶數1萬家,以大量市場Mass Market為主,該部分客戶仰仗通路商及供應鏈技術支持。文曄跟Future客戶及產品結構幾乎互補,重疊性不高,相對文曄100%業務在亞洲,Future亞洲僅佔營收36%,且7成業務在工業汽車及通訊領域,但文曄上述領域僅35%,以手機業務比率最大,雙方產業領域及客戶結構大不同。

文曄轉型為「全球IC通路商」的契機。2024年上半完成併購後,將有5大綜效展現,首先是取得這家國際大通路商的歐美通路,建立更完整的產品線,尤其是被動元件業務(佔Future 2成業務),取得更多元的客戶領域(Mass Market),是取得加值服務商業模式,獲得穩健的資本回報(Future無負債且有現金流入)包括銷售大增,獲利來源多元化[5]。

台灣廠商確實霸氣十足,不論任何產業,低迷則是出手的好時機。通路商文曄透過此一併購案,可贏來全球IC通路商機,何樂而不為?股票漲停,進而也使文曄的大股東大聯大、祥碩獲利。目前文曄前五大股東為大聯大19.97%(約17.71萬張)、祥碩19.28%(約17.1萬張)、鄭文宗2.76%(約2.45萬張)、許文紅0.52%(約4,585張)及高新明0.5%(約4,474張)。但是,前陣子文曄與大聯大的併購之爭,不知後續是否有無變化?畢竟在2020年左右,文曄確實為了大聯大公開收購文曄股票,而不愉快[6]。

[20230808]Maxlinear放棄併購慧榮,變動震撼
企業併購是件不容易的事情,2022年5月慧榮的併購案居然能在兩個月就能拍板定案,除了震撼還是震撼,不過利益的誘惑是很難抗拒的,試問當有好的發展、好的利益,你能不去接受迎合嗎? 很難,不過台灣也可惜了,失去慧榮這麼優秀的記憶體IC設計公司。

反托拉斯法可以防止企業的壟斷,卻無法防範! 變成怪獸的開端![20220513]

這一切變化真的太快,如今2023年8月Maxlinear(邁凌)放棄併購慧榮,原本親家變成冤家。2022年5月的併購案金額價值約38億美元。Maxlinear必須要付交易違約金高達1.6億美元,而根據邁淩的聲明,共列出4項原因:
第一,合併規定的某些完成條件協議未得到滿足且無法滿足;
第二,慧榮科技遭受持續的重大不利影響;
第三,認為慧榮嚴重違反合併協議中的陳述、保證、契約和協議,故邁凌擁有終止的權利;
第四,合約協議的第一個截止日期已過,且該期限不會自動延長。

其實,中國不想核准此一收購案,但得知Maxlinear貸款不順、苦於籌不到錢,本業營運也受到景氣不佳導致下滑,因此決定突襲式出招核准。如此可軟化中美緊張關係,另一方面逼使邁凌必須對外攤牌,如此一來,既能達到讓慧榮繼續保持獨立,維持服務中國既有客戶,同時也向美國表態釋出善意。

目前慧榮已於8月7日向美商邁凌發出正式書面通知,駁斥其終止合併協議企圖和主張,保留所有合併協議下及其他之所有權利,包括請求承擔重大損害賠償。看來雙方還有一場法律官司等著要打。

[20220713] 博通併購VMWARE提升技能?
博通買VMWARE,IC設計公司買SW軟體公司,還真是少見!不過可以發現虛擬化的重要性,要如何才能確認是否對的選擇?可能要留給市場做考量的,博通又多一項其他IC設計公司沒有的技能,這是肯定的! 曾經想要併購的高通的公司,博通正慢慢的變成集團化!

[20220524] 電信三雄併購
不會因為為併而併,合併後要有縱效才值得考慮[3],這使我想起陽明與交大合併的總總紛擾,其實真的是合併後,雙方怨言一堆,沒有看到縱效。這就像結婚一樣,不要被愛情沖昏了頭,產業界也一樣,千萬不要為了市值大而大。

電信商併購真的是跳脫"價格"回到"價值"嗎?遠傳併亞太、台灣大併台灣之星,這是今年2022年台灣電信業的大事,但是這是否也表示用戶端可選擇的服務變少呢? 企業併購是趨勢,可以提升該企業的市場、人力、服務,但這都只是對該企業好的一面,更重要的,也是消除競爭者。提高新競爭者的門檻。但是對於普羅大眾而言,我們是不是又少了可選擇的一個機會呢?

Key:
  • 收購案反映出收購方企圖擴大該廠在IT產業的深度與廣度
  • 2024年1月,電子設計自動化(EDA)龍頭新思科技(Synopsys)斥資350億美元收購老牌工業模擬軟體公司Ansys
[5][20230915]文曄併 IC 通路六哥 Future 有何代價?一次揭秘出售原因
[4][2022-07-13]陳福陽: 扛下博通買VMware所有責任 軟體集團將改名

促成博通(Broadcom)以610億美元達成收購VMware交易的幕後推手、現任博通軟體集團總裁Thomas Krause,將於7月15日離職。對此博通執行長Hock Tan在寫給VMware員工的信中,想要向所有VMware員工保證,博通併VMware交易案一切都會順利;陳福陽並稱他將接下Krause留下的職責。

根據CRN報導,陳福陽對VMware所有員工表示,將接下Krause離任後所有關於博通收購VMware事項的監督工作。隨著博通朝在博通2023會計年度完成這項收購交易案邁進,關於這項收購交易案的事項將照正常流程進行。博通堅定致力於重新構思完成收購後的博通,能共同為客戶提供哪些產品及服務。

博通最初計劃讓VMware員工及其技術產品組合,納入Krause領導下的博通軟體集團中。如今隨著Krause即將離開博通,陳福陽表示,VMware將成為博通既有基礎架構與安全軟體解決方案集團的一部分。

陳福陽指出,完成交易後,博通軟體集團將重新命名,並以VMware之名營運博通既有基礎架構與安全軟體解決方案,將繼續推動博通軟體集團未來戰略,包括關於兩家公司的合併。

[3]2022-05-23COMPUTEX 2022將開展 預告近期科技新趨勢
友達與群創洽談合併,彭?浪指出,對合併議題,友達一向開放,前提是合併後對未來發展有縱效,不會因為合併而合併,友達在雙重轉型做得很好,可以創造更多價值,不需要因為合併有規模後才能創造價值,現在反而是如何讓價值創造的更高,才是重點。

[1]2022-5-13再談慧榮購併 苟嘉章:2個月拍板很震撼
苟嘉章強調,未來慧榮的商標及營運策略不變,管理團隊不會有任何人離開,兩家公司也將獨立運作,自己計畫加入邁凌董事會,慧榮與邁凌科技的規模與人數、矽智財(IP)相當,後續還要經過美國、中國、台灣及南韓政府審查,但產品線並無重疊,預料反托拉斯審查將不成問題,預計在1年後完成此交易,並希望達成1加1能大於2的效益,並隨著半導體IC產業進入大者恆大,更能發揮產業領先優勢。


[2]2022-05-17徐旭東:電信業合併助擺脫價格戰
工商時報 林淑惠
電信市場今年最受矚目的遠傳合併亞太電、台灣大合併台灣之星均力拼年底、明年初過關,遠傳電信董事長徐旭東在致股東報告書中表示,合併案若經主管機關通過,台灣整體電信生態將逐漸走向正向的良性競爭,稀有頻譜也可望以相對合理的競標價格取得,有助於降低電信業者的營運成本,讓電信業者更有餘力提供更優質的電信服務及品質,跳脫「價格」而回歸「價值」形成產業健康管理,更有助產業發展。



遠傳推動數位轉型已逐步發酵,截至2022年第一季,新經濟營收年成長27.2%,占整體行動服務營收占比18.4%,多項重要業務維持高成長,包括資通訊業務營收年成長幅度達39%,其中雲端服務營收較去年成長66%、物聯網服務營收年成長率達84%。另外,個人數位服務同樣延續成長動能,friDay購物行動商務營收年成長率達23%、個人用戶物聯網服務營收年成長率達122%。

在新創部分,遠傳強調將積極結盟新創能量發揮綜效。去年底遠傳成立「5G元宇宙加速器」,入選團隊除了與遠傳的技術、行銷、業務與財務團隊展開長期密切合作,並可藉由遠傳受邀加入「愛立信全球5G新創計畫」,前進國際市場,搶攻元宇宙全球商機。遠傳目前是東北亞首家、也是全球第八家加入「愛立信全球5G新創計畫」的電信公司,遠傳強調,未來也將透過愛立信的全球5G生態圈資源,將合作觸角延伸至全球5G新創市場。


2022年5月4日 星期三

台積電製程技術

[20230714]AI需求熱潮使CoWoS先進封裝需求增加,台積電將產能增倍,並與康寧合作TGV玻璃基板

受惠AI需求熱潮,Nvidia相關GPU銷售大增,再加上HBM3需求,對台積電投產及CoWoS(Chip on Wafer on Substrate)/CoWoS-R+先進封裝需求也增加。台積電董事長劉德音表示將擴產滿足客戶需求,估今年CoWoS產能會較去年倍增,明年將較今年再增加一倍。但疫情造成設備的材料、零組件短缺未能解決,台積電擴產是否能順利如期完成,將考驗台積電與供應商如何解決缺料問題。

CoWoS為堆疊多顆IC之一種先進封裝,訊號傳輸速度要求要快,但雜訊干擾也會較大,同時CoWoS基板尺寸也較大,封裝加熱過程中容易使基板造成熱彎曲並會影響良率,為提高良率與降低雜訊干擾,台積電已開始與康寧等廠商合作試採TGV玻璃基板之可能性,若成效良好,後續可望大量使用,明年AMD之4奈米產品將會是首家採用客戶,Nvidia也可望陸續成為TGV玻璃基板客戶。

為了HBM3 7.2 Gbps,台積電CoWoS再升級CoWoS-R+
高頻寬之高頻寬記憶體第三代(High-Bandwidth Memory generation 3,HBM3)速度高達6.4~7.2Gbps,因此台積電需要將原先CoWoS再升級成CoWoS-R+,其原理為一種新進封裝整合生產技術,先將半導體晶片(Chip)透過Chip on Wafer(CoW)之封裝製程連接至矽晶圓(Wafer),再把此CoW晶片與基板(Substrate)連結,整合而成CoW-on-Substrate。再以重新分配中介層(Redistribution Layer  Interposer,RDL  Interposer)先進封裝技術之CoWoS-R,以去掉矽中介層中的矽穿孔來達到降低整體CoWoS封裝之成本效益;接著大量導入的整合型被動元件(Integrated Passive Device,IPD)有助於電壓穩定以形成升級版本的CoWoS-R+[9][10]。 [20221118]

魔鬼藏在細節之中,3D封裝異質整合
製成的複雜度,不是長久了解其中之人,很難了解其中奧秘。因為其有太多名詞,不過核心為以3D封裝方向前進異質整合[8]。往後趨勢將會朝大數據與AI方向前進,可分析IC製造之故障原因。但是魔鬼藏於細節之中,如何盡早規畫為一大重點。[20220923]

處於全球的颱風眼中心,台積電之首要方向為何? 台積電將何去何從?
台灣之護國神山台積電為颱風眼中心,許多人都給台積電下一步棋該如何走,進行評估[7]。或許這些都是方向可能之一,但是問題仍舊只有四個字,那就是「把握當下」。台積電必須要技術持續增進,不能被英特爾、三星所追趕;持續把握當下,建立自己獨異的創新技術。對於地緣政治,非自身所能決擇,但是人才、水電、良好的投資環境都可透過自身需求來評估決定。

對於台積電多年來之努力成果,使台灣成為全球眾所矚目之對象,這表示台灣重要性不言而喻。對於美國半導體供應鏈聚集策略,台積電並非愚蠢。時勢所趨,選擇較溫馴之路,但長期而言並非最好決定。回到四字箴言「把握當下」,才是台積電首要之急。[20220915]

台積電信心爆棚,但是台灣有嗎?具有下一個系統廠台積電之策略嗎?
台積電技術論壇信心爆棚[6],信心是支撐所有事物的一切,以下是成長的實證。
如智慧型手機幾年前PMIC僅需要10幾顆,而現在必須運算大量數據,同時也要高續航力,因此PMIC需求較過去大增2~3倍,而過去RF IC可能只10多顆,現在需求高達40顆Sensors(CIS & MEMS)也是從10顆IC成長至25顆。而在智慧汽車領域,CIS也是從個位數到20顆MCU/eNVM、PMIC更分別由20顆分別最高已達50、100顆。

但是市場疑慮仍舊存在,台積電能如此有把握,無非是手中有廣大的訂單應接不暇,以至於並非如市場一樣一片哀嚎之聲。 這是台積電數十年來所累積實力,也並非一朝一夕可擊倒。台灣產業界應該思考如何利用台積電,再創造下一個台積電。目前最關鍵為系統廠,台灣至今沒有像華為、Nokia、Ericsson這樣龐大系統廠。或許是台灣市場本身不夠大,但是千里之行始於足下,還是要好好思索如何培養。[20220831]

台積電封裝技術再升級,InFO_3D大展神威,但是切記,最強也是最弱的點!

台積電有自己一套製程與封裝技術,這可能是其他廠商望塵莫及,如今積極發展在手機中整合型晶圓級扇出(InFO_3D)封裝技術[5],打造一條龍由上到下通包之製造流程,讓客戶下單時更方便,節省與不同廠商之溝通成本。

台積電,台灣的驕傲!不過提醒台灣政府當局,產業發展分布以均衡為首要目的,過度扶持某一產業,都不是上策。應該適時減少給特定廠商的優惠措施,並扶持弱勢但有發展前景公司,否則容易招敵人攻擊特定廠商,進而導致台灣無任何反擊能力。最強的點,往往也是整體做弱的點,千萬別讓敵人有機可趁![20220718]

全球晶圓代工7奈米以下戰場幾已成為台積電「一個人的武林」

台積電一個人的武林,台灣半導體的護國神山,製程技術不斷精進。台積電3奈米(N3)確定於2022年下半正式量產,整個台灣產業界做最好,也只有台積電!如何由台積電提升整個國家之產業呢?台灣的太空/量子/B5G/6G需要更多研發能量,或許台灣不可能什麼產業都想要,應該要有所取捨? 台灣真的適合太空產業嗎? 產業能量不是只靠一兩家廠商!太空產業策略,也是國防考量!不想受控於人,但是台灣有機會嗎?[20220504]

Key:

晶片成長趨勢 (必須運算大量數據,同時也要高續航力)

  • 智慧型手機:PMIC僅需要10幾顆 => 20~30顆
  • RF IC:10多顆 => 高達40顆
  • Sensors(CIS & MEMS)=>10顆IC => 25顆
  • 智慧汽車領域
    • CIS:個位=>20顆
    • MCU/eNVM、PMIC:20顆 => 50、100顆。

封裝

  • 摩爾定律延壽的先進封裝技術往3D小晶片(Chiplet)靠攏,如台積電的SoIC技術,將成為進入2奈米世代以後的關鍵
  • 台積電 3D Fabric平台、日月光集團的VIPack平台等,將持續與Samsung Electronics、Intel等分庭抗禮
  • 力成面板級封裝(PLP)
  • 除了2D先進製程微縮持續外,替摩爾定律延壽的先進封裝技術往3D小晶片(Chiplet)靠攏,如台積電的SoIC技術,將成為進入2奈米世代以後的關鍵
  • 台積電2022年技術論壇中的3D Fabric技術平台(為了提升系統級效能)包括:
    • 2.5D封裝的CoWoS-S、CoWoS-R、CoWoS-L、CoWoS-R+衍生型技術
      • 側重於高端市場,連線數量偏多
      • 針對未來HPC晶片將需要耐受高功率、奧援更高頻寬的高頻寬記憶體(如HBM3:傳輸速度上看6.4~7.2Gbps),採用有機中介層(Organic interposer)的CoWoS-R先進封裝技術,進一步拋出升級版本的CoWoS-R+(Plus),大量導入的整合型被動元件(IPD)有助於電壓穩定
    • 2.5D封裝的整合型晶圓級扇出(InFO)封裝的InFO_PoP、InFO_oS、InFO_B等
      • 針對高性價比市場,連線數量相對較少
      • 蘋果A系列手機AP外,高通(Qualcomm)、聯發科等都在鴨子划水,導入Fan-out(FO)封裝,FO_PoP將是未來手機處理器重要封裝技術之一。
    • 3D 封裝中(三大3D封裝技術),包括1. 三維晶片堆疊的系統整合晶片(SoIC)搭配CoWoS2. SoIC搭配InFO_oS,以及3.InFO_3D
      • 相較傳統3D封裝技術,SoIC的凸塊密度和傳輸成本更高,功耗更低,且能通過與CoWoS或InFO技術整合其他晶片,打造3D x 3D系統級解決方案
      • SoIC,可將不同尺寸、製程工藝及材料的小晶片組合
      • 追求輕薄短小的行動裝置晶片

製程

  • N5技術在手機和HPC應用推動下,需求持續強勁,2021年佔整體晶圓銷售金額的19%
  • N4P和N4X製程技術支援下一波的5奈米產品。相較於N5,N4P的效能提升11%,N4X為首個極高效能半導體技術X系列的技術,相較於 N5,N4X的效能提升15%。N4P預計2022下半年完成首批產品設計定案,N4X預計在2023年上半年進入試產
  • 3奈米技術按既定計畫於2022年下半開始量產,N3增強型(N3E)為N3技術的強化版,預計在N3量產後1年進行,3奈米家族將成為台積電另一具長期大量需求的製程技術。
  • 2奈米GAA則於2025年上陣:2奈米技術已經進入技術開發階段,著重於測試載具的設計與實作、光罩製作及矽試產。
  • 英特爾與台積電
    • 由於Intel 4製程需要更多時間準備,因此原本預計2022年底量產、2023年上半發布的第14代Meteor Lake英特爾正評估採用Intel 4製程的運算晶片塊,先交由台積電5奈米家族負責。
    • 此舉連帶也調整委外給台積電繪圖晶片塊訂單,由3奈米改為5奈米家族,也就是英特爾Meteor Lake採用先進封裝整合的運算晶片塊、繪圖晶片塊與連接晶片塊,有機會由台積電全數承接訂單。
Reference:
[10][20221012]小晶片(Chiplet)模式帶動國際IDM及晶圓大廠開發高階晶片異質整合技術

一、前言

小晶片模式主要有同質整合及異質整合等兩種模式,同質模式是相對原先的大晶片SoC(System on Chip)而言,小晶片是將SoC設計成兩顆至多顆晶片,再用高階晶片整合技術「黏」起來,這樣做的好處是能提高先進製程晶片良率,雖仍需額外花費晶片異質整合的費用,但相較昂貴的先進製程晶片,整體費用仍是降低的;而小晶片異質模式則是將不同類型的晶片(如邏輯晶片、記憶體晶片…等)以高階晶片整合模式進行整合,主要是因不同類型晶片不能在相同晶圓製程進行製造,是故需以高階晶片異質整合技術進行晶片整合,達到提高晶片效能目的。

自從2010年開始,在FPGA設計大廠Xilinx及Altera需求下,晶圓廠便逐漸開發小晶片整合的2.5D高階封裝技術,而在當時先進製程晶片大約開發到28奈米,當時市場對2.5D高階封裝技術需求仍非常少,然而自28奈米之後,由於先進製程的光罩費用快速上升,同時先進製程開發難度增加,導致先進製程晶片更為昂貴,加上半導體先進製程逐漸面臨摩爾定律瓶頸,故台積公司、Intel及三星電子等先進製程大廠紛紛投入開發先進封裝技術以提高其先進製程晶片之效能及附加價值,因而更加提高小晶模式的需求,參考Transparency Market Research研究報告,2020年全球小晶片市場規模為1.1億美元,預期未來2031年市場規模將達到472億美元,年複合成長率(CAGR)達40.9%;主要成長動能來自高階消費晶片及高速運算晶片HPC運算需求、伺服器晶片等高階晶片需求所致。

二、全球晶圓及IDM大廠高階晶片異質整合技術

(一)台積公司開發3DFabric異質整合平台整合前後段製程

台積公司為國際晶圓代工大廠,其營業模式不與設計業及IDM客戶競爭,故在該公司下單之客戶遍及全球,台積公司為滿足各種客戶需求,因而開發出多樣化先進封測產品線,台積公司最早從矽中介層技術CoWoS(Chip-on-Wafer-on-Substrate)切入封測領域至今已超過十餘年,而後發展成CoWoS-S STAR(Standard Architecture)的矽中介層封裝技術,可用暨有相對較成熟的型態與穩定的良率,快速幫客戶進行產品驗證並大量生產,達到節省測試載具之費用,此技術持續朝向更大的封裝面積進行研發,預期在2023年將達到4倍光罩的封裝面積。此外,台積公司亦開發CoWoS-R(RDL Interposer)技術,以去掉矽中介層中的矽穿孔來達到降低整體CoWoS封裝的成本效益,因受限RDL本身較薄導致容易斷線的特性,故其製作難度較高,整體封裝尺寸會較CoWoS-S來得小。最後台積公司在近年亦研發出CoWoS-L(LSI+RDL Interposer)的結構,意即在矽中介層中加入具主動元件的LSI(Local Silicon Interconnect)層來提升晶片設計及封裝整體的彈性。綜觀上述,在晶片功能持續增加趨勢下,客戶設計的整體晶片尺寸愈來愈大,導致各種矽中介層技術將持續朝向更大的封裝面積發展。

此外,2015年台積公司考量CoWoS大多用於高速運算晶片,故改良封裝結構而成為扇出型封裝InFO(Integrated Fan-out)製程且成本較低,並主要鎖定消費性電子晶片及相關應用產品,後續亦導入蘋果手機及蘋果手錶的應用處理器中,而後InFO又陸續發展出整合在RDL上的InFO-R及整合在高密度(其上RDL之Line/Space達0.4/0.4 um)的矽連接層之InFO-L技術。在射頻元件整合方面,由於手機通訊晶片在5G滲透率逐漸提高趨勢下,手機品牌大廠如Apple、三星、小米等亦紛紛推出自家5G手機,然而主要區別在於頻段,包含中階的Sub 6GHz手機與高階的毫米波(mmWave)手機等,而台積公司亦開發自家InFO封裝技術進行5G毫米波之射頻前端(RF FEM)布局,高頻5G毫米波甚至未來6G所需的AiP(Antenna in Package)技術,是提高毫米波晶片效能的重要關鍵。

在台積公司開發完後段CoWoS及InFO先進封裝技術後,台積公司從後段晶片整合封裝跨入前段晶片3D堆疊製程技術,企圖從前段到後段製程優化晶片效能及成本,前段晶圓技術包含晶圓廠前段3D(FE 3D)整合的SoIC(System on Integrated Chips)晶片堆疊技術,又因晶片堆疊時不同晶片是否相同大小而區分為相同晶片大小的WoW(Wafer on Wafer)堆疊及不同晶片大小的CoW(Chip on Wafer)等兩種堆疊方式,而此前段3D作出來外觀則與SoC無異,是故仍要透過後段封裝來完成整體晶片製作過程。

台積公司將其前後段晶片整合技術,歸納並發表3DFabric技術平台,而此技術平台則是為客戶提供從前段3D到後段3D的完整晶片3D整合布局,提供客戶在設計時便可依其效能及成本需求選擇自己需要的技術解決方案,此外,台積公司因具備多樣化客戶及產品屬性,加以該公司已開發先進封測技術逾十年以上,故台積公司能在晶片整合技術大幅領先全球,並為其先進製程增加極高的附加價值,加上其晶圓良率控制得宜,因而能持續保持製程領先,與其對手先進製程晶片更加拉開技術差距,SoIC技術已用於2022年AMD最新技術的3D V-Cache小晶片產品中,預期將大幅提高AMD的晶片運算效能。

(二)英特爾從2D朝向3D發展高階晶片整合技術

英特爾為全球先進製程的三家晶圓大廠之一,而在先進製程面臨摩爾定律微縮瓶頸挑戰下,使得先進製程晶片變得非常昂貴,故大廠紛紛開發先進封測技術,以減緩終端產品使用先進製程之成本壓力,同時亦能以晶片異質整合方式提高晶片效能,而英特爾與台積公司一樣,積極開發晶片整合相關技術,包括從較簡單的單一晶片封裝技術,以及多晶片水平整合的EMIB(Embedded Multi-Die Interconnect Bridge)技術,而在3D晶片堆疊方面也開發FOVEROS技術等,未來將持續開發的高密度混合鍵結(Hybrid Bonding)技術等,值得注意的是,愈高階晶片整合技術通常伴隨著晶片接點I/O數上升及其單位面積晶片接點密度提高,其晶片整合後效能亦會愈好,但晶片整合成本亦會相對較昂貴。

EMIB為英特爾較早開發的水平整合封裝技術,且英特爾積極將其EMIB技術用在自家各種FPGA產品中,例如2016年的FPGA產品Stratix 10 FPGA Family發展到2019年更多小晶片整合的Agilex產品,值得注意的是,除了晶片整合封裝技術外,英特爾也開發自家的小晶片AIB(Advanced Interface Bus)連接介面,來達成小晶片用EMIB封裝技術橫向連接的訊號橋樑。

英特爾於2019年CES上提出自家研發的Foveros 3D垂直晶片封裝技術,為CPU處理器引入3D晶片堆疊結構,而且能整合不同功能及用途的晶片,相關產品Lakefield從2019年下半年開始陸續推出。Co-EMIB則是將EMIB封裝和Foveros 3D封裝技術結合在一起,共同實現高頻寬、低功耗及提供更高的I/O密度,Co-EMIB能讓兩個或多個Foveros元件高速互連,達到甚或超越SoC性能,而後英特爾便接續發表擁有更靈活的3D堆疊技術的Foveros Omni技術,強調連接凸點間距能降至25微米,並採用晶片與晶片連結與模組化設計,提供靈活且高效能3D堆疊技術,而最新 Foveros Direct 技術則是 Foveros Omni 的補充技術,連接凸點間距將低於10 微米,且採用直接的銅對銅接合,此技術將大幅提升3D堆疊的密度,同時大幅提高晶片整合效能,此外,Foveros Omni與Foveros Direct技術預估將於 2023年後量產問世。

(三)三星積極開發各種3D晶片整合的立方體(Cube)技術

三星電子為全球前三大持續開發先進製程晶片的製造商,該公司亦積極開發高階晶片整合技術以提高晶片效能,三星電子開發先進封測技術主要分為兩種模式,分別是自己廠內開發及與專業封測廠共同研發,自己廠內開發的部份則著重在自家記憶體產品,如高頻寬記憶體(HBM ; High Bandwidth Memory)所需之3D-IC晶片堆疊技術等,此外,三星亦協同委外的專業封測廠進行技術與產能合作布局。

在消費性產品方面,三星電子除了用覆晶PoP(Package-on-package)方式進行手機應用處理器與記憶體堆疊整合外,亦積極研發較低成本的面板級扇出型封裝技術,同時導入自家手機及手錶晶片的處理器中,該項技術能降低耗電及減少晶片厚度,以利放入手機及穿戴裝置中,適合用於空間受限之電子終端產品當中。

此外,因三星電子為全球記憶體大廠,其自家高階高頻寬記憶體大多需採用3D記憶體晶片堆疊技術,用以提高記憶體頻寬及效能,是故三星電子擅於開發各種晶片3D堆疊技術,並整合出對應各種產品之立方體(Cube)堆疊技術,包括記憶體直接堆疊之X-Cube技術、與封測廠合作開發之矽中介層技術I-Cube技術、與封測廠合作開發的純RDL銅繞線重布線層之R-Cube技術、採用混合不同材料之混合載板(Hybrid substrate)進行開發的H-Cube技術等,未來將分別用於消費性產品、記憶體產品及高階伺服器產品等合適之成本及效能的應用。

三、結論


隨著晶片持續朝向先進製程發展,先進製程晶片之光罩費用愈加昂貴,晶片製程亦需更先進設備進行量產,因而大幅提高晶片成本及售價,過去看似昂貴的矽穿孔封裝技術,在晶片持續微縮使得晶片成本持續大幅提高的趨勢下,先進封裝費用占整體晶片費用的比重正逐漸下降,這也是為何在先進製程晶片中,許多設計業者願意採用小晶片分割設計模式,以提高整體晶片的生產良率,並再額外花費先進封測如2.5D/3D封裝費用進行晶片整合,以此方式降低整體晶片成本的原因,也因此國際晶圓/IDM大廠積極開發各種小晶片整合技術(如表1)。而除了高階高速運算及伺服器晶片採用小晶片設計模式外,APPLE及英特爾之高階桌上型電腦處理器晶片亦開始採用小晶片設計,並結合3D封裝方式進行晶片整合,足見因應先進製程晶片成本快速上升,同時為提高晶片效能,先進製程晶片已開始需要小晶片設計與封裝進行產品整合,以持續提高效能滿足終端客戶需求,達到成本效能最佳化效益。

[9][20221025]HBM3世代拚高速高功率 台積CoWoS-R+再推進

台積電3D Fabric平台中的CoWoS系列,針對未來HPC晶片將需要耐受高功率、奧援更高頻寬的高頻寬記憶體(如HBM3),採用有機中介層(Organic interposer)的CoWoS-R(RDL Interposer先進封裝技術,進一步拋出升級版本的CoWoS-R+(Plus),大量導入的整合型被動元件(IPD)有助於電壓穩定,供應鏈傳出,CoWoS-R+已經與國際級客戶持續洽談中。
*重新分配层(Redistribution Layer ;RDL)

熟悉先進封裝業者坦言,隨著美系手機品牌大廠傳統季節性備貨潮開始放緩,台積電3D Fabric平台中針對手機AP的InFO_PoP,產能利用率已經有所下滑

而拿下一線HPC大廠頂規晶片先進封裝訂單的CoWoS系列,2023年可能整體量能上也得配合頂級AI晶片客戶略為下調稼動率,如標準型的CoWoS-S

台積電的CoWoS-R+技術相關研究論文,在半導體先進封裝技術最高殿堂IEEE ECTC大會中,備受各界重視與青睞,同時也傳出與大咖客戶進入洽談階段,事實上,原初版本的CoWoS-R,已經正式商品化進入量產,打入美系知名CPU/GPU龍頭大廠供應體系。

熟悉先進封裝業者坦言,近期先進封裝有幾個方向,如「對外」互連已經有了如傳統電訊號,部分走向「光訊號」的趨勢,如包括晶圓代工龍頭、IDM、OSAT龍頭都有談及的共同光學封裝(CPO)。「對內」如連接HBM部分,還是以電訊號為主,隨著高頻寬記憶體持續增加傳輸速度,從HBM、HBM2、HBM2E,再到目前的HBM3,傳輸速度已經來到7.2Gbps

由於HBM3的耗電性也高於舊世代的產品,如何穩定電壓、降低功耗也愈來愈重要CoWoS相關先進封裝技術向來對於異質整合HBM與高階運算晶片頗有獨到之處,進一步導入高密度的IPD等,將可更符合新世代HPC晶片的發展趨勢。

隨著HBM3等傳輸速度上看6.4~7.2Gbps,以往的CoWoS-R原始版奧援範疇仍有限,因應而生的CoWoS-R+則將能夠完善支援更新世代的超級電腦、伺服器用AI晶片先進封裝,透過把SoC與電容之間的距離最小化,提升效率,降低功耗與訊號耗損度等。

[8][20220923]亞洲先進封測聚焦台灣 異質整合技術百花齊放
https://www.digitimes.com.tw/tech/dt/n/shwnws.asp?utm_source=DailyNews&utm_medium=Email&utm_campaign=DT_UTM&id=0000642003_JYOLJ6WE1WJRH12A5K6XF&ct=a
2022年電子產業界「上中下游」都面臨高庫存問題,不過半導體先進技術發展並未停歇。從全球半導體後段封測的產業版圖與分布來看,儘管IDM大廠都有自己的In-House封裝產能,但IDM大廠尋求專業封測代工(OSAT)廠奧援所在多有,以至於形成台灣中國東南亞等三大封測重點聚落。

觀察DIGITIMES ASC 100名單,OSAT龍頭日月光投控、晶圓代工龍頭台積電紛紛榜上有名,而台系業者更是在先進封裝能夠與英特爾(Intel)三星電子(Samsung Electronics)、長電Amkor等分庭抗禮,甚至挾帶半導體群聚效應優勢,走出自己的一片天。

除了台積電結合CoWoS、InFO、SoIC三大類型先進封裝技術的的「3D Fabric」平台,廣獲多家鑽石級高效運算(HPC)晶片、手機應用處理器(AP)國際龍頭大廠青睞。日月光半導體推出「VIPack」平台,可實現次世代3D異質整合架構,利用先進的重佈線層(RDL)製程、嵌入式整合以及2.5/3D封裝,協助客戶在單個封裝中整合多晶片,實現創新未來應用。

無獨有偶,日月光集團旗下矽品精密也持續深耕先進封裝技術,獲得多數客戶的讚賞與肯定。矽品從早期單晶片扇出型封裝(FO-SD),進展到多樣扇出型解決方案,目前全系列包含FO-PoP、FO-MCM、FO-EB、FO-SiP等,這些先進封裝技術可應用在旗艦級手機處理器、高速網路交換晶片、AI處理器、穿戴裝置等不同產品領域上。

台系業者先進封裝技術也包括如力成面板級封裝(PLP)等。OSAT廠的先進封裝技術可望提供較晶圓廠略有成本競爭力,但高性價比服務,近期業界也傳出,除了蘋果(Apple)A系列手機AP外,高通(Qualcomm)、聯發科等都在鴨子划水,導入Fan-out封裝,FO_PoP將是未來手機處理器重要封裝技術之一。

封測業者坦言,其實OSAT廠與晶圓廠在先進封裝部分僅會有部分競爭,但台系業者與東南亞或是中系業者,就會在傳統封裝、中高階覆晶封裝、先進封裝等多方交手,中長期來看,也將持續推動後摩爾時代進展,百花齊放的先進封測技術競合,值得期待。


[7][20220915]《矽島的危與機:半導體與地緣政治》書摘:浪尖上的神山 台積電全球化經營風險
現在台積電真正的課題是全球化的布局,這牽涉到國際關係,而這也是台積電進行全球化經營時必須審慎考量,甚至找出一條可長可久的戰略,再一次將競爭者遠遠拋在後頭。在全球化布局的過程中,很多國際關係的掌握、優先順位的考量就不是傳統決策流程可以完備的。

以2022年春爆發的烏俄大戰為例,大戰兩週後,烏克蘭副總理要求華碩撤離俄羅斯,並高舉「科技不該為戰爭服務」的大旗,這對尊崇西式民主,但過去並不參與國際事務的台灣人而言,其實是一個新的課題。

華碩宏碁在俄羅斯經營多年,動輒撤出俄羅斯不僅是當年度商業上的損失,而且也牽涉到股東權益、未來的商機,甚至是意識形態的選邊站等多元考量。華碩在兩天後做出聲明,包括暫停業務,以及捐助3,000萬元台幣給流離失所的烏克蘭難民。這個聲明或許不能讓所有的人滿意,但確實已經幫台灣人或台灣企業上了一課,未來面對類似的課題時,台灣人應該如何因應。在經營國際關係時所需要的政經知識,可能是所有的企業在全球面對美中G2格局時難以迴避的問題。

除了全球定位與布局之外,半導體這個行業的生態系、客戶關係也都在改變中。台積電三星競爭蘋果應用處理器商機的過程膾炙人口,以2021年蘋果電腦佔台積電營收26%估算,蘋果大約貢獻台積電148億美元的營收,如果再考量台積電的附加價值率為65%的話,來自蘋果的訂單總共可以創造出96億美元的附加價值,而這個數字大約等於台灣1年GDP總值的1.2%,如果也加上蘋果下單到台灣其他公司的貢獻,光是蘋果一家公司,對台灣GDP的貢獻值可能高達2%,也就是大約等於宜蘭46萬縣民對台灣GDP的貢獻值。

台積電統攬蘋果的訂單,並不只是這個訂單本身的價值,取得蘋果的應用處理器訂單,意味著台積電能以最佳的性價比取得全球最大、價值最高的訂單,這也讓其他科技業者在考量旗艦產品時,更會將台積電列為優先考量。在微處理器市場上仰攻英特爾的超微,善用台積電的生產優勢撼動英特爾的市場地位,在超微節節上升的市佔率中,台積電證明了自己的價值。從10奈米、7奈米、5奈米,以及在2022年下半開始量產的3奈米產品,台積電也讓輝達、高通、聯發科等業者更相信台積電的製程能力,是挑戰全球頂尖市場的重要助力。



除了全球頂級的IC設計業者趨之若鶩之外,包括Google、Amazon、微軟等網路巨擘在發展新世代晶片時,當然也會以不與客戶競爭的台積電為首選合作夥伴,這樣的情況也影響了中國的網路巨擘,甚至未來各國新興業者在布局晶片事業時最重要的指標公司。

現在英特爾執行長季辛格推出IDM 2.0的戰略,要讓英特爾重返榮耀,而張忠謀說季辛格只有5年的時間,但他能打敗飛逝的光陰,或者台積電已經站穩的地盤嗎?英特爾強調將在2024年追上競爭對手,甚且推出18A的技術,以所謂的埃米(1奈米等於10埃米)技術重新定義市場。

搭配技術進程,英特爾從10奈米、強化版的7奈米技術,一直到3奈米、2奈米都有非常明確的進度,甚至宣示要與日本合作2奈米的技術。但過去英特爾不斷延誤的技術進程,也證明了就算是世界頂級大廠,也不一定能按部就班地按照理想進度推出各種商品。對很多頂級的大客戶而言,在台積電之外尋找新的製程夥伴,意味著超額的投資與意料不到的風險,這在高強度競爭的市場區隔中,恐怕也不是客戶願意承擔的壓力。

面對未來,台積電不可能高枕無憂,除了不斷提醒社會,台積電需要更多的人才、乾淨的能源,在先進技術的布局上,台積電更積極徵聘量子技術與記憶體相關人才,目的是在面對創新型技術帶來破壞性的創新。

其次,如何防杜三星與英特爾突襲,例如買走歐系的車用半導體大廠,釜底抽薪地搶走台積電的客戶?這當然是可能的作為,但顯然在各國都將半導體產業視為策略性工業的政策下,這個難度會愈來愈高。在排碳地緣政治等非台積電所長的議題上深入布局,也許才是真正的策略考量。

至於歐美大廠,對台積電而言也有兩個不同的意義。在連網時代領先的蘋果、Google、Amazon、微軟、Meta這些企業都需要在先進製程上擁有長期、可以信賴的合作夥伴,而歐美的汽車大廠也希望在半導體供源上有更多的選擇或高端晶片的合作夥伴。對台積電而言,5至10年內應以美歐日系業者為主的策略夥伴,但長期而言,仍須研議與印度等新興國家的關係。

針對各種可能的威脅,台積電在水平分工與垂直整合上會進行哪些布局?從分工的角度,台積電可以補強日本在先進製程上的不足,而日本在記憶體、材料設備工業以及市場需求端,都是台積電長期可以合作的戰略夥伴。特別是台灣的企業以「無害」(Harmless)聞名,存在於DNA的是以客為尊的心態,對日本而言,在與中美韓企業對比時,台灣的企業仍是最佳的選擇。

整體而言,台積電超前部署的資本支出,在製程、良率上取得壓倒性的領先優勢,並在客戶服務上強調不與客戶競爭,這是三星、英特爾等挑戰台積電霸業的科技大廠很難自圓其說的軟肋。簡而言之,台積電內部的經營風險,遠高於外部的市場風險,只要台積電能降低人才水電、地緣政治的風險,台積電依然是全球最頂尖的晶圓製造廠。

[6][2022-08-31] 台積電技術論壇 魏哲家信心爆棚
台積電技術論壇 魏哲家信心爆棚 (digitimes.com.tw)

儘管台積電不斷強調製程技術保持領先、客戶訂單與良率沒問題,以及營運至2025年都將是逐年創高表現,但市場看衰雜音仍不斷,包括地緣政治風險、三星電子(Samsung Electronics)與英特爾(Intel)挑戰及過度擴產所帶來的產能閒置危機。

對此,台積電總裁魏哲家於自家年度技術論壇中信心爆棚,不僅強調半導體矽含量大幅增加,先進製程與成熟製程需求同步成長,現有擴產計畫不變且將持續擴大全球生產據點外,針對三星宣布搶先進入3奈米GAA世代,意有所指地說:「製程技術不只是講求好看的及好名聲,而是真的要實用。」

長達2年的疫情紅利已消退,終端消費性電子供不應求榮景終在2022年第2季落幕,全球半導體、電子產業愁雲慘霧,但台積電至今卻依舊未下修財測且擴產計畫持續進行,令市場覺得不可思議。

面對市場疑慮,魏哲家及台積電業務開發資深副總經理張曉強於自家論壇上也以暗喻解除大家疑惑。魏哲家表示,所有終端產品的的半導體矽含量大幅增加,不只是先進製程,成熟製程需求也同步成長。

如智慧型手機幾年前PMIC僅需要10幾顆,而現在必須運算大量數據,同時也要高續航力,因此PMIC需求較過去大增2~3倍,而過去RF IC可能只10多顆,現在需求高達40顆Sensors(CIS & MEMS)也是從10顆IC成長至25顆。而在智慧汽車領域,CIS也是從個位數到20顆MCU/eNVM、PMIC更分別由20顆分別最高已達50、100顆。

半導體產業半年來面臨寒風強襲,事實上,台積電展望依舊不變,先前就明確表示,儘管總經情勢不穩,不確定性將延續至2023年,但台積電有信心在技術領先下,2023年產能利用率仍將維持健康水平。

此外,供應鏈確實開始調整庫存,然受惠車用、資料中心需求穩健,HPC佔營收比重續升且與客戶合作關係緊密,加上在晶圓代工產業持續保持領先地位,目前產能仍是供不應求狀態。

值得一提的是,需求急速下滑,IDM與晶圓代工業者也紛傳出擴產規模縮減或擱置,但台積電不僅未大砍資本支出,台灣與海外擴產也按計畫進行,3奈米以下先進製程與先進封裝進度不變,魏哲家更直言,將持續擴大全球生產據點。

半導體設備業者表示,儘管半導體需求走弱,但台積電至年底8吋與12吋整體產能仍維持滿載熱度,5/7奈米雖頻有客戶砍單,但產能立即有其他大廠吃下,且下半年為最大客戶蘋果出貨旺季,產能利用率完全是超載盛況,台積電大啖半導體矽含量飆升新單,且客戶新單長約能見度相當清楚,因此對於擴產相當有信心,2024年起新產能將全面放量。

另針對三星宣布6月底搶先進入3奈米GAA世代,魏哲家亦意有所指地說:「製程技術不只是講求好看的及好名聲,而是真的要實用。」張曉強亦指出,製程節點數字意義不重要,關鍵是PPA,也就是效能(performance)、功耗(Power)與面積(Area),IC設計客戶是相當聰明的。

半導體設備業者表示,三星雖搶先發布3奈米GAA,但頂多只到台積電4奈米等級,且良率仍相當低,也無自家以外大單落袋,儘管將推出第二代版本,但目前用得起3奈米以下的晶片客戶都在台積電投片下單,轉單代價高昂,且也開始逐步採用台積電先進封裝技術,此也是台積電對於營運表現信心滿滿關鍵所在。

據了解,價格高昂的3奈米家族首發客戶為蘋果,2023年N3E將全面放量,主力客戶也是蘋果,而2023年底至2024年底將有高通(Qualcomm)、聯發科、NVIDIA、超微(AMD)、博通(Broadcom)與英特爾(Intel)等大客戶陸續放量。

[5][2022-07-18]HPC客戶紛看好3D先進封裝 台積電加碼研發手機版InFO_3D
HPC客戶紛看好3D先進封裝 台積電加碼研發手機版InFO_3D (digitimes.com.tw)

台積電雖然先進封裝SoIC技術先以HPC為主要推廣方向,不過手機晶片端的「InFO_3D」開發也未停歇,延續2018年以來的研究續行

2022年下半到2023年上半,半導體各界預期消費電子領域庫存調整難免,不過,高效運算(HPC)晶片的推進如火如荼地發展,也成為台積電、日月光集團等龍頭半導體大廠看好的穩健領域。

其中,除了2D先進製程微縮持續外,替摩爾定律延壽的先進封裝技術往3D小晶片(Chiplet)靠攏,如台積電的SoIC技術,將成為進入2奈米世代以後的關鍵。台積電總裁魏哲家日前指出,HPC客戶都對「3D封裝」中的SoIC技術有興趣,未來先進封裝成長幅度可能更優於台積電公司平均值。
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台積電近5季技術平台別營收分析
台積電近5季技術平台別營收分析

而3D晶圓堆疊晶片,雖然目前暫時還沒有手機領域相關客戶有實際生意進駐,但熟悉先進封測業者透露,台積電其實2018年時發表的ECTC研究論文中,已經從「3D異質整合Fanout堆疊」出發,發展3D堆疊兩層系統單晶片(SoC),目前這個「InFO_3D」技術,也仍被納入台積電2022年技術論壇的3D封裝類別中。

「InFO_3D」SoIC搭配CoWoSSoIC搭配InFO_oS並列三大3D封裝技術,而據了解,InFO_3D研發的主要方向,正是追求輕薄短小的行動裝置晶片

先進封測業者表示,台積電晶圓級3D Fabric平台、日月光集團的VIPack平台等,將持續與三星電子(Samsung Electronics)、英特爾(Intel)等分庭抗禮。

而台積電攜手在半導體材料領域仍擁有強大影響力的日本業者「強強聯手」,日本3D IC材料研發中心的布局,成為後續推展HPC、甚至行動裝置晶片邁入「3D世界觀」的重要方向,初步日本3D研發中心先以材料切入,包括高階載板、散熱材料等,都是3D晶圓堆疊晶片,甚至2D層面多晶片整合之所必需。

相關晶圓級封測業者坦言,SoIC絕對是在HPC領域的重要趨勢,高Density的優勢再結合台積電成熟的CoWoS、InFO_oS等,也持續需要高階載板與先進材料等領域奧援,需要攜手基礎科學能力紮實的日本業者。

台積電成功奪下多年蘋果iPhone處理器大單的InFO_PoP,是目前行動裝置採用晶圓級扇出封裝最有量產戰果的明星級技術,因不須採用載板,更容易使手機應用處理器(AP)達到輕薄短小的體積,又能夠兼顧高效能。

而隨著技術進展,真正以3D封裝方式堆疊2顆SoC的技術也並非不可能的任務,只是隨著行動裝置日益精密,任何的系統級改動都是「牽一髮而動全身」,也因此,先進封測業者預期,在高階手機AP部分有明顯封裝技術更動的時間點還有待觀察。

可以預見的是,隨著半導體製程持續微縮,「散熱問題」只會越來越有待解決,這不管是2D或是3D IC,都是必須克服的挑戰,也因此,日本3D IC研發中心從材料端起步,後續還有很多開發工作,都是中長期的布局方向。

台積電先進封裝技術的研發工作一直持續進行,如目前先行鎖定HPC的SoIC技術,晶圓堆疊高度也不能夠高過既有的SoC太多,行動裝置領域更對於體積有所要求,也因此,不管是HPC、行動裝置的3D晶片,來自於「系統級」的設計挑戰也越來越高。

畢竟就像是在一間漂亮的房間中,若更動其中一項主要家具,有許多週邊裝置都得做出調整,儘管如是,隨著摩爾定律逐步邁向物理極限,目前不少國際晶片客戶對於SoIC等3D封裝技術的接受度已經提升,竹南先進封測新廠持續推展,SoIC將是HPC重要趨勢,3D封裝走入行動裝置晶片領域,也絕非全然不可能。

台積電2022年技術論壇中揭示的3D Fabric技術平台包括,歸類於「2.5D」封裝的CoWoS-S、CoWoS-R、CoWoS-L衍生型技術;整合型晶圓級扇出(InFO)封裝的InFO_PoP、InFO_oS、InFO_B等。

3D封裝類別中,包括SoIC搭配CoWoS、SoIC搭配InFO_oS,以及「InFO_3D」。對於特定廠商、客戶等狀況,台積電發言體系向來不評論單一業者。

註:台積電於ECTC 2018發表論文:<3D Heterogeneous Integration with Multiple Stacking Fan-Out Package>

[1][2022-6-9]台積電定調今年展望樂觀 劉德音談大國結盟、消除看衰傳言
台積電於股東會上定調2022年與未來營運展望。劉德音表示,台積電營收連續12年寫下新高,2021年營收以美元計算,較2020年大增24.9%,展望2022年,營收最高將再增3成

台積電正與客戶密切合作規劃產能,啟動美國、日本與中國擴產計畫,並加速投資先進製程和特殊製程技術。

先進製程進展

製程技術方面,N5技術已邁入量產的第二年,在手機和HPC應用的推動下,需求持續強勁,2021年佔整體晶圓銷售金額的19%;3奈米技術按既定計畫於2022年下半開始量產,N3增強型(N3E)為N3技術的強化版,預計在N3量產後1年進行,3奈米家族將成為台積電另一具長期大量需求的製程技術。

N4P和N4X製程技術支援下一波的5奈米產品。相較於N5,N4P的效能提升11%,N4X為首個極高效能半導體技術X系列的技術,相較於 N5,N4X的效能提升15%。

N4P預計下半年完成首批產品設計定案,N4X預計在2023年上半年進入試產;2奈米技術已經進入技術開發階段,著重於測試載具的設計與實作、光罩製作及矽試產。另為了提升系統級效能,也推出3DFabric設計解決方案,包括支援三維晶片堆疊的系統整合晶片(SoIC)、以及支援2.5D先進封裝的整合型扇出(InFO)與CoWoS技術

台積電2022年首季延續2021年優異表現,以美元計算,預估全年營收最高可繳出再增3成新高成績。

總裁魏哲家:價格策略好好溝通

對於美國晶片法案目前仍卡在國會,補助可能生變?劉德音則說,目前晶片法案仍在美國國會討論中,不會擔心只補助美國企業,包含美國半導體協會在內,也不認為美國半導體復興要完全靠美國本土半導體業者,所以包含國會、業界等都認知到必須要開放全球半導體業者在美國的競爭。

針對外界認為美國與日本新廠建置似乎出現延宕且成本飆升,劉德音則表示,很多報導傳言都是錯的,確實成本比預期高,但不是不能應付,目前美日建廠進度與徵才都符合預期目標,台積電海外建廠都是與基於客戶的長期信任與需求而興建,目前仍維持長期毛利率53%目標

晶圓代工產業無法靠迅速模仿追上

對於美日展望2奈米合作,劉德音則指出,台積電也在發展2奈米,所以不會特別擔心,台積電目前2奈米進度符合預期,美日談合作應只是希望有個back up而已。

劉德音也重申,半導體晶圓代工產業是競爭對手無法迅速模仿就可以追上超越的領域,其他公司、國家不管花多少錢、多少人是沒用的,因為等你學到技術,台積電也不會是原地踏步,也早已大躍進,這是多年累積的深厚自主研發成果,當然台積電也不會掉以輕心。

另隨著先進製程推進,用電問題也受到關注,劉德音則指出,不擔心電力供應問題,目前與經濟部、台電早已展開超過10年的長期合作計畫,政府現在也在解決電網韌性不足問題,而台積電也採行增加備用電力,每個廠區都有柴油備用電力,再加上天然氣以應付未來可能電力不足危機。

產業如何看待台積電的信心?

對於台積電樂觀看待2022年及長期展望,半導體業者則表示,面對諸多危機,台積電為何信心滿滿?主要除了製程技術保持領先,對手數年內難以追上外,另則是除三星電子(Samsung Electronics)外,所有需要7奈米以下先進製程的晶片大廠,幾乎只下單台積電,獨門生意不受景氣影響與政經干擾,不只是通吃Apple大單,超微(AMD)、NVIDIA更是7奈米以下只擁抱台積電,先前更出乎市場預期的是,對手Intel也來爭搶5/3奈米產能。

另在高速成長的車用市場,台積電與恩智浦(NXP)、英飛凌(Infineon)、德儀(TI)與瑞薩(Renesas)等合作緊密。而近期所傳出Qualcomm、Tesla及Google在三星5/4奈米投片合作的消息,其實高通主要是持續秉持分散風險、低價與訂單互惠策略,但由於三星良率風險甚高,因此也已大幅拉高台積電比重。

[20220504]英特爾Meteor Lake藍圖傳修正 台積電5奈米家族有機會通包?
英特爾Meteor Lake藍圖傳修正 台積電5奈米家族有機會通包? (digitimes.com.tw)

台積電5奈米家族製程年底產能將再往上調,主要是英特爾委外釋單可能有所調整。

台積電3奈米(N3)終確定在2022年下半正式量產,將由改款版先上陣,2023年第2季再推出N3E版本(製成標準放寬,使良率提高,否則很難達成N3,可說是N3放鬆版,和這裡說的不同,須確定)。值得注意的是,先前供應鏈傳出N3首波產能由Intel、Apple分食,然近期供應鏈盛傳英特爾生產規劃有所調整。

由於Intel 4製程需要更多時間準備,因此原本預計2022年底量產、2023年上半發布的第14代Meteor Lake英特爾正評估採用Intel 4製程的運算晶片塊,先交由台積電5奈米家族負責。



此舉連帶也調整委外給台積電繪圖晶片塊訂單,由3奈米改為5奈米家族,也就是英特爾Meteor Lake採用先進封裝整合的運算晶片塊、繪圖晶片塊與連接晶片塊,有機會由台積電全數承接訂單。

目前全球晶圓代工7奈米以下戰場幾已成為台積電「一個人的武林」,對台積電而言,2022年首季合計佔營收比重已達5成的7/5奈米製程,學習曲線已走完,隨著客戶、訂單不斷湧入,毛利率、獲利貢獻也不斷提升,此外,據台積電規劃,3奈米將在2022年下半量產,2奈米GAA則於2025年上陣。

在產能部分,2022年下半改款版N3月產能不斷修正,最新預估約3.5萬片上下,低於預期4.5萬片,原定2大客戶為英特爾蘋果,其中,蘋果用於M2系列處理器,而英特爾則是Meteor Lake繪圖晶片塊導入。緊接著2023年第2季N3E將提前一季面市,除蘋果iPhone 15新機A17處理器導入外,還有英特爾大單。

另在包括4奈米在內的5奈米家族方面,據了解,台積電已調升單月出貨量,上半年單月約12萬片,至第3季時將達15萬片,為1年前的3倍之多,除了聯發科、高通(Qualcomm)超微(AMD)與NVIDIA、博通(Broadcom)等多家大廠之外,蘋果預定2022年9月發布的iPhone 14系列所採用的A16處理器,將採用4奈米N4P製程。

而值得注意的是,近期傳出台積電5奈米家族製程年底產能將再往上調,主要是英特爾委外釋單可能有所調整,台積電已提出解決方案供英特爾參考。

英特爾用於PC客戶端運算的Meteor Lake,預計2022年底量產、2023年上半面市,其將運算晶片塊、繪圖晶片塊與連接晶片塊等,透過英特爾Foveros先進封裝技術連接整合。其中,運算晶片塊採用Intel 4製程,繪圖晶片塊採用台積電3奈米,連接晶片塊採用台積電5奈米家族

2022年4月27日 星期三

化合物半導體的利基點

台灣之Å 世代半導體研發
目前正在開發1Å(10–10 米 = 0.1奈米)解析度快速掃描穿透電子顯微鏡,能譜取樣技術於矽半導體應用,與台積電共同合作開發原子級檢測技術,可以檢測到次奈米(Å)解析度,已達產業「線上」量測所需。此外,也共同合作實現高密度(0.13 Gb/mm2)三維記憶體陣列。值得注意的是,台灣開發與國際同步Intel之2層異質垂直互補式場效電晶體(Complementary FET, CFET)元件驗證,而CFET優於叉型片電晶體(forksheet transistor),使其成為1nm以下邏輯技術節點的極具吸引力的元件架構。
目前半導體研究開發紛紛偏向於次奈米(sub-nanometer),而次奈米是指尺寸小於1奈米(nm)的物質,具有獨特的物理、化學和生物學特性,對許多領域的發展有重要作用。因此,台灣許多研究機構都用Å 來表達次奈米。[20230427]

羅姆的第四代SiC功率元件供應日立Astemo逆變器,以做車載使用
Rohm的第四代SiC功率半導體,已獲得Hitachi Astemo採用,將搭載於EV使用的逆變器(Inverter)[11]。Rohm由2010年開始發展,至今2022年,已經發展出第四代SiC產品出來。如今Astemo使用在EV上,以提高功率效能,這能帶給台灣什麼啟示呢?除了提早布局,深耕技術外,可能還要注意除了EV外,未來的6G可能是一個很重大的關鍵,因為高頻技術需要化合物半導體的協助才有辦法使用更高、更大的功率。[20221226]

鴻海可否整合台廠第三類半導體跨足B5G/6G 車聯網、衛星?
台廠的第三類半導體整合商機,可否被鴻海所整合呢?鴻海的確有此優勢,鴻海動作頻頻。鴻海近2年內,買下旺宏6吋廠入股盛新,使盛新母公司廣運投入SiC長晶爐自製上,心無旁騖[10]。鴻海的確看到商機,也想將第三類半導體整合進自家的電動車、衛星市場之中。[20220914]

Tesla引領SiC風潮發展
Tesla率先引用SiC,確實可以加速整個化合物半導體的生態[7],只是為什麼穩定度是問題?會需要客戶買單?穩定度為什麼會是問題?所有產品的通則問題,就是為了求! 這是不可避免的,當初微軟推出Win95時,就表示推出百分百沒問題的產品是不可能的,只要80%沒問題,後續慢慢修即可,Tesla也是走這路線。天下武功,唯不破![20220628]
引用[7]
Tesla的SiC MOSFET,回到2017年的時空背景,當時由Tesla要求供應商意法半導體(STM)為其「量身打造」,從設計、封裝的方式,採用的是Discrete(分離式元件)的小模組封裝。小模組封裝最大的優點就是有效率、又好用。

以Tesla的Model 3採三合一電驅動總成的方式,小模組可以更有彈性的搭配該設計,可以很快速因應不同要求的功率解決方案。而缺點就是,每個元件多少都有些微差異性、尤其是呈現出的電性不同,再加上安裝上車後,所處不同位置、面臨的溫度甚至是電流也可能不同,在汽車行駛一段時間後,各元件差異性就會更為明顯。

例如,某元件所處位置相對高溫、出現問題的機率就比其他元件來得高。一個元件出了問題,卻可能連帶影響整車的運作。所以,從Model 3及其他款車陸續推出至今,隨著時間推演,車內的某個小模組可能無法正常控制電流或故障。

值得注意的是,這也可能是當時的競爭對手「早預期可能會發生」的事。因為當時不少車廠更早規劃引入,考量到SiC的料源取得不易、成本高,還有對系統穩定度似仍有不符合預期等問題。

化合物半導體新加入台達電,強化台灣競爭力!
化合物半導體又有新業者台達電投入,台達電看到契機進而提早布局,透過成立子公司碇基半導體掌握上游設計脈動,結合本身功率技術優勢[6],這是明智選擇!

化合物半導體可以說是台灣立於不敗之地,台灣本身長期以來的半導體優勢,應該竭盡所能地大舉投入化合物半導體技術開發,如此才能以此為基礎,幫助在台灣的資通訊各領域發展![20220624]

化合物半導體勾起往日電子學的回憶
 目前半導體研究已進化成第三代化合物半導體,由第一代的,到第二代的砷化鎵(GaAs)磷化銦(InP),演進到第三代,以氮化鎵(GaN)碳化矽(SiC)為主的化合物半導體!

想起以前上半導體製程及電子學的課程,那些往事回憶又一一浮現!這是一個台灣立足全世界的產業,我們有半導體上中下游高整合的產業,我們需要好好利用這優勢向外為擴充!但是該怎麼擴充呢?[20220520/20220427]

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台灣以目標2030年臺灣矽製程必須要突破1奈米為前提,提出三大前瞻計畫!
1. 矽基半導體領域:推動「Å世代半導體計畫」(110-114年),加速12吋前段關鍵設備、三維晶片(3D IC封裝設備通過終端廠驗證,同時補助管制材料自主,開發高速、低功耗之運算元件,應用於電腦、手機、汽車等。

2. 化合物半導體領域:推動「化合物半導體計畫」(111-114年),串聯半導體產業鏈上下游節點,規劃加速8吋關鍵製程設備開發,推動SiC(碳化矽,為第3代半導體材料)粉體、8吋SiC晶圓自主,並鎖定高功率元件應用於電動車(摩托車、電動巴士)、綠能(風電),及高頻元件應用通訊(5G/6G)、低軌衛星。

3. 量子領域:推動「量子科研計畫」(111-114年),聚焦量子運算、量子通訊,發展矽基技術,以因應10年後的運算需求、進而擴大臺灣半導體產業未來發展空間。
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針對這些領域都是相當有前瞻發展的機會,也可以作為台灣6G的一項利基點!

化合物半導體的創新應用已成為未來半導體產業重要的成長契機,特別是以氮化鎵(GaN)碳化矽(SiC)為首的寬能隙材料,由於具備高頻、耐高溫、耐高壓與可實現更高功率密度等優異特性,可滿足全球5G/6G高頻通訊、汽車電氣化革命,及淨零碳排等趨勢發展需求,因而吸引各國業者競相投入。

寬能隙(WBG)元件 (亦稱為第三代半導體)—氮化鎵 (GaN)、碳化矽(SiC)等,由於具備高電子遷移率和高功率轉換效率、高擊穿電壓…等特性,因此相當適用於包括行動通訊設備如5G基地台、電動車、工業4.0、再生能源等對高壓電源架構需求高的應用。不過,寬能隙半導體雖然具備比矽元件更好的優勢,但其在半導體製程相關技術,以及應用設計方面難度較高,也導致業者對於這些新興複合材料所打造的寬能隙半導體元件有所卻步。

聯家軍的第三代半導體與6G發展
聯家軍開始布局於第三代半導體,這是明智的決定!不過6吋還是8吋發展,誰勝誰優還得研究比較,不過聯電策略是8吋第三代半導體! 另一方面我們護國神山台積電呢?有無動做呢?[20220509]

看到SiC的新聞[2],台灣的業者需要密切注意6G發展趨勢! 化合物半導體對於整個產業有很大的幫助並且受益於電動車的拉動使SiC在2021年成長57%,不過六大供應商都不是我們台灣[3]!20220429

化合物半導體氮化鎵(GaN)與碳化矽(SiC)優點整理:
  • 全球開始重視碳排問題,高效率低能耗散熱快 (節能/高穩定/高壓)
  • 寬能隙(Wide BandGap,WBG)元件,由於具備高電子遷移率高功率轉換效率高擊穿電壓,耐高溫高電流環境下仍有極佳效能(高穩定),具備高頻耐高壓與可實現更高功率密度
  • GaN
    • 其材料特性不只能協助電動車電池實現高壓設計,還能透過小尺寸封裝,縮小電源IC尺寸,比矽基的絕緣閘極雙極性電晶體(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)更具優勢[8]
    • 矽的使用範圍較廣,但是如果在特定領域,例如高功率應用,以及為了提高產品設計彈性而將功率元件縮小,功率元件需要提高運作速度,而運作速度受到不同半導體材料特性的影響,矽皆有其限制。例如1000V以上的高壓或者手機傳送無線電波等射頻應用,考量功耗等方面的需求,矽不是最適合的半導體材料,這時便需要考慮採用化合物半導體[8]
    • 以電動車為例,充電方面就需要解決現階段充電速度過慢的問題,因此未來的電動車車款,除了基本的動力需求,電池的電壓會持續增加,以便在同樣功率下,將電壓提升、電流降低,縮短充電的所需的時間。已有高階車款採用800V的系統,現在多數電動車雖然以300V的電壓為主,但是在可預期的未來,電動車電池會朝800V設計。由於GaN先天的耐壓特性較矽佳且損耗更低[8]
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  • 全球僅有7家企業能夠生產8吋碳化矽基板,包括英飛凌Wolfspeed羅姆(Rohm)、意法半導體II-VISoitec,以及中國爍科晶體。前不久,Wolfspeed宣佈其位於美國紐約州Mohawk Valley的碳化矽晶圓製造工廠正式開業,據稱這是全球最大的8吋碳化矽晶圓廠[9]。
  • 半導體元件製造鏈主要包括基板→磊晶→設計→製造→封裝。碳化矽是具有1X1共價鍵的矽和碳化合物,在天然環境下非常罕見,雖然透過人工合成可以製造,但受制於技術,長晶速度很慢。另外碳化矽莫氏硬度為13 (僅次於硬度分別為14和15的碳化硼和鑽石),因此後段加工也極其困難[9]

  • 基板製造難度也較大。基板製造佔晶圓加工總成本的50%。良率低使碳化矽晶圓的主流尺寸一直是滯留在150mm (6吋),而200mm (8吋)晶圓遲遲未能批量生產,導致產量上不去,無法滿足下游需求[9]

  • 6吋與8吋碳化矽生產的主要差別在高溫製程上,包括高溫離子注入、高溫氧化、高溫啟動等,還有就是這些高溫製程所需的硬光罩(hard mask)等。擴徑到8英吋後,基板生長難度會成倍增加;還有就是基板切割加工問題;基板尺寸越大,相應的切割應力、翹曲問題越顯著[9]
  • 依6吋計,目前全球碳化矽晶圓年產能約在40~60萬片。就特斯拉Model 3而言,不但主逆變器上的24個電源模組上需要用碳化矽,OBC、慢充充電器、快充充電樁等地方也都要用。折算下來,相當於每輛車就消耗掉半片晶圓。而該公司2022年度的交車計畫為100萬輛,如此一來,僅特斯拉一家就將全球碳化矽晶圓消耗殆盡[9]


電子與通訊

這裡就是我的新的Blog 將以電子與通訊 做為本人研究探討之地!!
希望能夠更加了解神奇的宇宙 歡迎各位光臨 ^^"