台積電 中芯國際

台積電製程技術贏過中國中芯有多少?一個中國人的角度

由於中美貿易戰的愈演愈烈,美國舉國之力持續打壓限制華為,台積電斷供華為的消息頻傳,讓中國人對台積電產生了濃厚的興趣和敬佩之情。

台積電宣佈在今年9月14日以後停止對華為的供貨,沒有了台積電代工的麒麟晶片,華為手機到了生死存亡的地步,中國大陸網友發問華為不是很厲害嗎?怎麼沒了台積電就不行了呢?台積電真的有那麼厲害嗎?台積電是哪個國家的企業?中芯國際與台積電的差距有多大?下面看看大陸網友是怎麼回覆的:

台積電是一家台灣企業,世界500強,全球最大的晶圓代工廠,佔據全球50%以上的市場,處於行業領先地位。面對台積電,三星也甘拜下風。

台積電創始人張忠謀曾說,三星是實力很強的對手,但是和台積電相比還有差距。目前台積電在7奈米製程上領先同行至少一年,而且台積電幾乎壟斷了全球5G晶片的代工市場。目前全球大部分的7奈米晶片交由台積電代工,主要有蘋果、華為、高通等客戶。早在2019年台積電在台灣的三納米工廠已經開始動工,預計最早2022年開始量產,二奈米晶片製程工藝也已經開始研發,中芯國際與台積電的差距有多大?答案讓中國人悲傷。

中芯國際看不到台積電的車尾燈

中國中芯還看不到台積電車尾燈,中芯國際落後於台積電有一個很重要的原因,對於智慧財產權的忽視,半導體作為資金技術密集型行業,知識產權的重要性不言而喻。台積電作為最早入場者,擁有大量的專利,而中芯國際作為後進者就吃了虧。

據悉,2003年和2009年兩場和台積電的官司,讓中芯國際損失巨大。台積電起訴中興國際侵犯專利,2005年給台積電賠償了1.75億美元,2009年又賠償了2億美元,最後創始人張汝京也離開了中芯國際。

台積電是一家既可敬又可怕的企業,可敬的是其突破性的晶片代工模式顛覆了半導體行業的遊戲規則,可敬的是其成為晶圓代工界的黃埔軍校、培育了大量的人才,可敬的是其對中國半導體產業所做出的貢獻,但台積電也越來越可怕,可怕在其過去數10年的霸主地位,錦衣家便吞下金元代工的半壁江山,可怕在其對先進工藝的追逐。

7奈米幾乎獨攬生意,5奈米進入量產階段,2奈米已有謀劃,可怕在其早早的對先進封裝技術的未雨綢繆和遠見,並不斷取得突破。

過去十年不斷攀升的是戰略,台積電的專業晶片代工模式改寫了半導體產業的遊戲規則。長久以來,台積電一直處於晶圓代工界的老大,其市佔率逐年攀升,過去10年台積電的實戰率一度處於一半以上的態勢,也因此格羅方德曾向歐盟和中國投訴,台積電壟斷,台積電市值顯著走高,主要與全球半導體生態系統的變化有密切關係。隨著手機時代的到來,高性能及高節能的應用處理器越顯重要,故台積電的高端晶圓製造技術與量產能力,將能幫助台積電在市場內取得大量訂單。

台積電市值走高還歸因於格芯宣佈放棄進軍7奈米製程,流出的高階晶片訂單,更令台積電擴大晶圓代工市場之影響力。在1999年至2009年這10年,台積電通過高強度的資本和研發投入,公益突飛猛進,逐漸趕超英特爾。後來隨著智能手機的興起,台積電擁抱行業最優質的客戶,與華為、海思、蘋果、高通等客戶共同成長,不斷觸底摩爾定律的極限,突破14奈米、7奈米、5奈米等技術節點,也因此在先進工藝上長期處於壟斷地位。

在先進製程的戰爭中,28奈米可以說是台積電甩開其他晶圓廠的一大致勝武器。

28奈米製程從2011年開始量產,領先競爭對手3~5年。為了充分發揮技術優勢,台積電非常注重迅速擴張先進產能,也正因為如此,幫助台積電在每一個先進製程節點都能快速搶佔客戶資源,擴大先發優勢。

2012年台積電在28奈米製程工藝晶片市場的佔有率接近100%。放眼整個晶圓代工行業,目前主要還剩下台積電、三星、英特爾、聯電、格羅方德和中芯國際這幾個頭部企業,再加上聯電等主要競爭對手相繼宣佈放棄12奈米以上研發,台積電在先進工藝上的壟斷地位更加鞏固,而台積電卻在先進工藝的路上愈戰愈勇。

28奈米製程攻克之後,台積電的先進製成發展迅速。2014年台積電啓動夜鶯計劃,全力奮戰10奈米,研發人員實施24小時三班輪值不停休,從而大大提升了研發效率。到2016年底,台積電的是奈米開始量產,2017年10奈米開始爬坡,在7奈米工藝上,只有台積電和三星兩家能做到,但台積電在市場份額上佔據絕對優勢。

2019年台積電三季度財報會顯示,台積電的先進工藝產能爆發,蘋果、華為、AMD等客戶都相繼推出了新一代7奈米晶片,所以台積電在7奈米的訂單上可謂一家獨大,而且7奈米產能早已供不應求,交付期都從2個月延長到了6個月。

在先進工藝的追逐戰中,光刻機是關鍵的一環,而在三星台積電和英特爾三家中,台積電的佈局當屬領先,高級封裝上的近期,早些年,蘋果iPhone處理器一直是三星獨攬,但從A11開始,台積電卻接連讀拿兩代iPhone處理器訂單,關鍵之一就是台積電開發的全新封裝技術研發,它能讓晶片與晶片之間直接連接,減少厚度,給電池或其他零件騰出寶貴的手機空間,此舉也成為高級封裝技術走向大規模商用的標誌性事件。

高級封裝技術在最近幾年熱度不斷攀升,已經成為高性能晶片的選項,也被視作延續摩爾定律生命週期的關鍵。

過去晶圓代工與封裝廠基本都是各司其職,但隨著終端對晶片要求的提升,一方面處理器所存在的內存牆問題大大限制了處理器的性能,另一方面,隨著高性能處理器的架構越來越複雜,晶體管數越來越多,再加上先進半導體工藝的價格昂貴,處理器良率提升,速度差強人意。

台積電發展先進封裝領域

2011年的台積電第三季法說會上,張忠謀就宣佈台積電要進軍封裝領域,其第一個產品叫做卡洛斯,就是將邏輯晶片和DRAM放在西中介層上面,然後封裝在基板上。兩三年後俞振華領導的整合封裝部門順利開發出CoWoS技術,而到了量產之後,真正下單的主要客戶只有賽靈思一家,可以看出在彼時這種技術還不能完全被一種廠商接受,主要原因是價格太高。後來台積電開發價格略微低的先進封裝技術,性能比coals略差一些。這也就是後來首都用在iPhone 7與iPhone 7 plus的封裝技術,台積電的兩大先進封裝,這兩年在市場上也取得了很大的優勢。

2018年台積電已完成搭載7奈米邏輯IC及第二代高頻寬容器一體的 cause封裝量產,並且由高製造良率更大歸中介層與封裝尺寸能力的增強以及功能豐富的西中介層。例如內涵嵌入式電容器的其中介層,使得台積電在CoWoS技術上的領先地位得以更加強化。

2019年10月,台積電在美國舉辦的開放創新平台論壇上,與公司共同發佈了業界首款採用封裝並獲得歸經驗證的7奈米系統。

看好未來5G人工智慧高效能運算HPC等新應用,而且晶片設計走向抑制整合及系統化設計,台積電不斷擴大先進封裝技術研發,去年台積電順利試產,7奈米系統整合晶片作為76奈米晶元堆疊晶元等3DIc封裝製成,預期2021年之後進入量產。

不得不說原先不起眼的封裝技術,現在儼然成為台積甩開三星英特爾的主要差異點。在商業的推廣上,台積電更是不遺餘力的推廣高級封裝領域開放生態,包括封裝技術互聯接口標準以及相關的IP,希望能給客戶帶來更多價值。看完之後,大陸網友留言自嘲知道真相的我,眼淚掉下來。

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