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2020年全球晶圆代工产业市场趋势

  • 陈婉洁

环顾全球晶圆代工产业,2020年可以说是变化最为剧烈的一年,除了有地缘政治的影响,使得像华为这类晶圆代工客户被封杀,也有因为技术落差而暂时放弃自主生产芯片的业者,将生产订单转移给第三方的状况。另外,2020年算是全球5G元年,包含基地台、手机等半导体需求爆增,虽然全球经济受到肺炎疫情影响,但相关芯片的需求却不减反增。

而这波巨变,最大的受益者就是台积电。

台积电2020年至今,股价已经上涨接近两倍,虽然经历华为被制裁导致失去订单,甚至未来会有更多中国客户都可能步上华为后尘,预期中国占台积电营收比重将会明显大降,但包括产业伙伴、业界分析师们仍持续看好台积电未来的成长潜力。

台积电已经在制程技术远远抛离对手。(资料来源:台积电)

而在台积电的压力下,三星也有做出一定的成绩,虽然技术层次仍落后台积电,但部分不需要最先进制程的代工订单也因为其相对低廉的代工报价而转投三星,至于包含联电、GlobalFoundries以及中芯等三线业者,虽然都有各自的问题,也吃不到晶圆代工业务中利润最高的先进制程部分,但营运上也没有太大的问题,值得注意的是,联电作为二线晶圆代工厂,虽然技术层次与台积电相较之下有落差,但仍远优于中芯,使其订单亦接近满载。

而根据美国媒体最新报导,中芯未来可能被列入美国制裁清单当中,虽然中芯坚称其与中国军方没有关系,但能否说服美方仍是未知数,使其营运产生极高的风险。

地缘政治的冲突

中美贸易冲突走向白热化,虽然两国的贸易仍持续,但美国不断增加其对中国政府及其军方技术支持与政策方向的挑战力道,对中国造成极大的压力,为了避免中国整个半导体产业直接断链,中国也积极布局包含自有设备以及芯片设计技术,希望能在未来做到多数半导体上游元件自给自足的地步。

中美贸易战牵扯著整个半导体市场的局势均衡。(资料来源:金融时报)

然而半导体产业需要非常专注,且长时间的投入,资金需求亦非常庞大,同时,也需要有上游技术的来源。虽然目前中国积极想解决半导体相关业者取得资金的障碍,让业者能有更充足的资本来发展技术,但随著中国与最大上游技术来源国家交恶,美国也紧盯中国在美国的业者以及包含学者和学生等学术或技术交流的细节,希望能彻底断绝过去中国窃取美国技术的状况。

另外,专利也是中国发展半导体产业的另一个问题,如果中国想要走向全球市场,在一些主流产品方面可能可以做到自行生产,但专利授权的取得就无法回避。当然,最近中国传出内循环等名词,其实在某种程度上就是表明中国选择走向锁国,此时就不会再顾虑各种技术的专利源头,而是能用就用,以满足国家产业布局为优先。

但是在真正达到自给自足之前,中国半导体产业仍需要藉助包含台湾、韩国等国外晶圆代工能量,只是随著美国制裁压力不断升高,也迫使台积电表态支持美国政策,而晶圆代工技术能力仅次于台积电的三星也同样迫于美方压力,无法继续提供中方受制裁的半导体业者晶圆代工服务,那么中国看来暂时只能依靠中芯,只是美国早对中国的盘算了然于心,因此开始盘算如何处理中芯问题,中芯虽不断宣称将遵守美方法律,对美国政府输诚,但美方恐仍会将中芯的官方说法当作缓兵之计,为彻底掐断中国半导体产业命脉,预料也不会轻易放过中芯。

代工格局转变:英特尔投台积、NVIDIA投三星

台积电最新的5nm制程已经拿到苹果、华为、高通等业者的订单,2021年联发科与AMD也将加入5nm的行列,而三星也同样在8nm拿到高通、NVIDIA的订单,三星自有的Exynos处理器也将使用自家的5nm制程。

台积电5nm已经正式量产,后年将进入3nm世代。(资料来源:WikiChip)

而最爆炸的大消息,就是英特尔在最新的财报会议中承认其7nm制程发展不如预期,未来产品可能因此受到延误,为了确保产品竞争力,规划要把多项产品的未来生产计画外包出去,而业界一般认为能够担此重任的只有台积电,因此带动台积电股价表现。

对英特尔而言,其实其在台积电的下单一直都没有间断过,从过去以来,不论是手机处理器、基频,或者是主板芯片,以及最高阶的FPGA芯片,多半都在台积电投产,但是主力产品,包括PC或服务器处理器,基本上都还是由自有的产线负责。

对英特尔而言,制程并非决定性能的唯一关键,事实上,英特尔在架构设计上并不适合太精细的先进制程,反而其现有的主力制程14nm经过多次调校后,其发挥出的性能与频率优势都还是比使用最先进制程的竞争对手AMD来得好。

然而AMD不断配合台积电的制程特性改善其微架构,加上台积电制程微缩与性能改善双线助攻,在纯粹性能表现上与英特尔的差距越来越近,甚至导致原本接近独占的服务器市场,被AMD一举攻下近10%的市占,这对英特尔而言,是个非常严重的警讯,也因此,英特尔最终决定放下矜持,投入台积电的怀抱。

AMD的架构技术与台积电制程同步进化。(资料来源:AMD)

但另外一方面,台积电长久以来的大客户NVIDIA却在最新的Ampere架构GPU使用了来自三星的8nm制程,而不是如业界预期般使用7nm,但根据供应链的讯息,主要是因为三星使出老招,也就是大幅折扣的代工费用来吸引NVIDIA,其折扣幅度可能与台积电7nm相较之下高达5成,但制程密度落差不到10%,一方面,NVIDIA的架构同样也不需要太先进的制程,另一方面,台积电7nm产能因AMD新产品下单而面临爆满,且未来产线主力要逐渐转移至5nm,NVIDIA一方面不想直上昂贵的5nm,另一方考虑到三星代工成本低,且密度与台积电7nm相去不多,为取得比AMD即将发表的GPU产品更好的成本优势,最终才决定在三星下单。

只是三星过去一直有产能和良率不稳定的缺点,虽然代工成本低,但可能会影响到客户的供货能力,这也是NVIDIA需要关注的重点。



议题精选-2020国际半导体展