三星电子(Samsung Electronics)和英特尔(Intel)将大幅拓展晶圆代工事业领域。过去掌握晶圆代工市场的台积电、格罗方德(Global Foundries)等单纯晶圆代工业者,和三星、英特尔等综合半导体企业(IDM)凭藉各自的优势,形成竞争版图。
据韩国朝鲜日报报导,三星在大陆上海举办三星晶圆代工论坛(Samsung Foundry Forum),以海思半导体、展讯、联发科等IC设计业者为对象进行技术说明会。三星大陆负责人崔哲(音译)在100多名业界与会人士面前公开三星最尖端的10纳米、14纳米制程,并介绍8吋制程等可提升成本效益。
韩国业界认为,三星将以本次活动为起点,积极在大陆确保晶圆代工客户。三星自数年前开始逐渐降低对最大客户苹果(Apple)的依赖,为吸引新客户,扶植晶圆代工技术。2014年三星也与意法半导体(ST Microelectronics)合作,开始研发28纳米完全空乏式(depleTIon-type)绝缘上覆硅(FD-SOI)技术。
FD-SOI制程是在硅晶圆上制造轻薄绝缘氧化膜,再形成平面型电晶体电极的半导体制程。因外泄电流量少,用电效率最高提升近2倍,且可大幅缩减生产成本。2015年3月三星完成FD-SOI产品测试阶段,目前也完成商用化生产准备。
韩国半导体业界人士表示,移动应用处理器(AP)等高集成芯片一般会使用传统3D FinFET制成,结合类比电路的无线通讯(RF)芯片等,仍最适用FD-SOI制程。三星为生产处理器之外的芯片,一定会使用FD-SOI制程。
全球半导体龙头英特尔也宣布在晶圆代工市场上拓展领域。韩国业界先前预测英特尔2011年进军晶圆代工市场,而英特尔也透过与乐金电子(LG Electronics)、展讯、拓朗半导体(Altera)等大客户合作,正式跨足市场。近来英特尔获得ARM设计授权,2017年下半将运用10纳米制程,生产乐金手机AP产品。
三星、英特尔等IDM大厂加强对晶圆代工市场攻略的理由,是因相关市场获利性将持续成长。半导体微细制程转换逐渐进入瓶颈,IC设计业者委托生产具一定水准的芯片的成本也逐渐攀升。
外电引用市调机构IC Insights资料指出,2016年半导体整体市场将出现2%负成长,但晶圆代工领域的成长率预估有9%。
另一方面,台积电独吞逾5成市占率的晶圆代工市场版图,是否会因三星和英特尔的攻势出现变化,受到市场关注。韩国业界认为在生产效益方面,台积电、格罗方德等专门晶圆代工业者握有优势,但在微细制程、封装等高难度制程方面,三星和英特尔则较为领先。
英特尔EUV微影传延迟 营收与技术领先首当其冲
英特尔(Intel)日前传出将延迟2年部署极紫外光(EUV)微影技术消息,对此,评论认为,此举将让该公司出现非现金折旧支出而拖累营收,也可能让三星电子(Samsung Electronics)、GlobalFoundries与台积电等对手趁势坐大。该消息从技术上或财务上来看,对英特尔皆不利。
据AmigoBulls报导,英特尔过去几年来,持续透过投入数十亿美元资本支出,希望能领先其他晶圆代工业者,日前也积极部署资本密集的EUV微影技术,以便能在2017年生产10纳米芯片,希望更提高其领先优势。
不过,由于翻新设备时程延迟以及可能出现良率问题,英特尔传出将延至2019年才会在7纳米引进EUV微影,评论认为,此举等于可能让三星、GlobalFoundries与台积电有机会赶上。
过去10年来,随着技术节点出现多次进展,在效能、效率与功耗上都取得进步,但进入更细微节点后,便得面临物理定律问题。如今已出现进入10纳米以下,即使芯片厂投入钜资但相对取得性能进展已不多的窘境,所幸这时EUV救兵出现。
目前业界是采用深紫外线(Deep Ultraviolet)微影技术来制造芯片,其原理类似相机技术,是透过镜头将光聚焦并在晶圆上蚀刻电路,但目前业者也面临在追求精准光束与尽量微小上遭遇受限的问题,且与物理定律脱离不了关系。
所幸EUV微影更小的波长可轻易在更小规模下聚焦与控制EUV雷射,让晶圆厂能在晶圆上刻下更小电路,理论上可一路顺利进展至5纳米。
过去少数报告也曾指出,使用EUV制造芯片的速度比传统方式生产芯片快100倍,姑且不论是否属实,EUV微影在持续微缩上确实有助益。
评论指出,英特尔曾率先表示,期望能在2017年开始使用EUV生产10纳米芯片,换言之,EUV能投片(ramp)被视为英特尔领先对手的因素,但该公司目前改为在2019~2020年在7纳米才引进EUV微影,而且前提是假设10纳米没有投片问题。
另外,值得注意的是,英特尔对手三星、台积电与GlobalFoundries也计划届时将推出EUV微影,如此对英特尔自然不是好消息。
评论认为,上述4家公司预计在2018~2019年前都会进入相同制程节点,英特尔若缺少EUV加持,就芯片制造技术上已与其他对手无异,其制程领先优势也将化为无形。
另外,从财务角度来看,延迟EUV技术同样不利英特尔。首先,部署EUV所费不赀,初期单项工具高达1亿美元,据估计该公司截至2015年4月投入10亿美元,目前该金额势必早已增加。
除此之外,当初英特尔增加采购工具是为了在2017年让下一代技术商用,如今延后2年后,该段期间英特尔等于无法利用上述昂贵设备获利,未来2年非现金折旧费用持续增加后,将无形中影响英特尔营收。
再者,随着英特尔未来几年制程领先缩小,以安谋(ARM)为主的伺服器产品也将快速出现。
因为预计2019年,高通(Qualcomm)、超微(AMD)与Cavium将取得相同EUV微影与相同节点,理论上,上述公司芯片性能将可接近英特尔Xeon芯片,等于让英特尔在伺服器市场上将更难遏止ARM为主产品出现斩获。
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