然而,在过去的两个月里,这两家公司相处得并不愉快;要知道,他们都是在全球半导体代工领域举足轻重的玩家——根据拓墣产业研究院在 2019 年 6 月中旬发布的排行榜,全球芯片代工企业的前三名分别是台积电、三星、GF,其中台积电的市场份额为 49.2%,第二名三星的份额为 18%,而第三名 GF 的市场份额为 8.7%。因此,他们之间的产生关于专利的法律纠纷,可以称得上是半导体行业的大震荡。
今年 8 月 26 日,GF 在美国和德国对台积电发起诉讼,称台积电侵犯了其 16 项专利;这起诉讼分别在美国国际贸易委员会(ITC)、位于 Delaware 和德克萨斯州西部的美国联邦地区法院以及德国杜塞尔多夫和慕尼黑的地区法院发起。
雷锋网注:上图为 GF 对台积电的 16 项指控
其实,将台积电代工的半导体产品进口至美国和德国的,并不是台积电本身,而是台积电的客户。也就是说,GF 在美德两国对台积电提起诉讼,实际上是在寻求一个更广泛的禁令,即只要相关企业的产品中包含了本案所涉及的芯片,就不能进口至美国和德国。
如果 GF 的诉讼得到了法律的支持,众多消费者电子产品厂商和 科技 企业都要受到影响。根据 Tom's Hardware 的解读,本案所涉及的 20 家企业列表如下:
GF 在八月对台积电提起第一起诉讼时,台积电就称这些指控是毫无根据的,它将在法庭上为自己辩护。除此之外,台积电发言人 Elizabeth Sun 也针对这起诉讼进行了回应:
时至十月初,台积电驳回了 GF 的指控,并反过来对 GF 提起诉讼,指控其侵犯了台积电节点流程相关的 25 项专利。
总而言之,同为全球半导体代工领域的重要参与者,两家公司之间有着千丝万缕的联系,其中不乏在利益方面的碰撞。近日,两家公司握手言和,签订交叉许可协议也算得上是一件值得欣慰的事情;毕竟持续的诉讼的结果大概率是两败俱伤,更重要的是将精力倾注到产品和技术创新上。
最近一段时间,博世在半导体领域动作频频。3月8日,博世德累斯顿晶圆厂宣布其首批硅晶圆从全自动化生产线下线。根据介绍,这批晶圆生产历时六周,共经历了约250道全自动化生产工序,从晶圆到最终的半导体芯片成品,整个生产流程还将经历约700道工序,耗时10周以上。德累斯顿晶圆厂投入运营后,将主攻车用芯片制造。3月9日,博世再次宣布隶属于博世集团的罗伯特·博世创业投资公司已完成对基本半导体的投资。基本半导体是国内的碳化硅功率器件提供商之一。碳化硅是第三代半导体的代表材料,采用碳化硅的功率半导体以更具优势的性能正逐步取代硅基半导体,广泛应用在新能源 汽车 、充电桩等领域。基本半导体所获融资将重点用于推进车规级碳化硅产品的研发、制造及规模化应用,其产品可以帮助博世实现本地供应。
3月12日,博世与全球领先的特殊工艺半导体制造商GlobalFoundries合作共同为自动驾驶 汽车 研发雷达芯片。据了解,GlobalFoundries位于德国德累斯顿的Fab 1工厂将为博世生产高频雷达芯片,双方合作的芯片预计将于2021年下半年开始交付。
一系列动作可以看出,博世在车用芯片领域通过合作、投资、自建工厂三种不同的方式进行着自己的布局。作为全球最大的 汽车 零部件供应商,博世在半导体领域的投入已超过50年。早在1968年,博世管理层就决定建立属于自己的工厂进行半导体生产,并于1970年2月开始了集成电路的生产。随后,用于发动机控制的压力传感器、用于安全气囊系统的加速度传感器以及用于车身电子稳定系统ESP的角速度传感器,博世均实现自主研发和生产。2005年,博世成立子公司Bosch Sensortec,进入消费电子领域。
或许是由于博世在 汽车 领域的成绩过于闪耀,博世在半导体领域的地位一直被很多人所忽视。根据StrategyAnalytics的数据,2019年博世在全球 汽车 传感器市场位居首位,占据14.1%的市场份额,在功率半导体市场里排名第三,市场份额占比9.1%。
如今,博世德累斯顿晶圆厂即将在6月正式投入运营,新晶圆厂生产的是直径为300毫米的晶圆,罗伊特林根工厂生产的是150毫米和200毫米晶圆。据博世的介绍,德累斯顿晶圆厂单个晶圆可产生31,000片芯片。与传统的150和200毫米晶圆相比,300毫米晶圆技术将使博世进一步提升规模效益并巩固其在半导体生产领域的竞争优势。新晶圆厂的产能将为博世满足日益增长的半导体产品需求提供极大的助力。
博世德累斯顿晶圆厂从2018年6月开始施工建设,历时三年才进入投产阶段,总投资超10亿欧元(约77亿元人民币),是博世100多年 历史 上总额最大的单项投资。博世为何不计投入也要扩大芯片产能,为 汽车 行业建立专属芯片工厂?
近几个月不断发生的事情或许可以给出答案。从最初的芯片短缺导致整车企业停产,到后来的日本地震进一步加剧芯片短缺,再到美国暴雪停电导致芯片停产,引起大范围恐慌,芯片成为了今年以来车圈最大的“芯”问题。
相比于芯片短缺带来的实际影响,国内 汽车 企业在心理上收到的冲击则更加剧烈。有了通讯领域被断供的前车之鉴,国内车企对芯片问题格外敏感,因此本届两会期间,如何让车用芯片自主可控成为了 汽车 大佬们建言献策最集中的领域之一。
事实上,对芯片感到担忧的 汽车 企业并不只集中在中国。从最早大众爆出因缺芯停产后,通用、福特、本田、丰田等国际车企均受到了芯片供应的影响,并缩减了产量。缺芯俨然已经不是某一家车企、某一个国家所面临的问题,而是全球 汽车 行业共同的瓶颈。
“ 汽车 产业必须建立自己的芯片产业供应链”一时成为了行业的呼声。众多主机厂纷纷宣布要研发自己的自动驾驶芯片,但无一例外地采用了无晶圆厂的运作模式,这种运营模式下,芯片的生产和制造环节依然要依赖半导体芯片生产加工厂商。
采用代工的模式实则无法从根本上解决 汽车 行业缺芯的卡脖子难题。当前的主流半导体生产加工企业均以消费电子客户为主,在技术应用和产线规划上均偏向消费电子芯片。以世界上最大的芯片制造企业台积电为例,2020年 汽车 芯片仅占台积电销售量的3%,远落后于智能手机芯片的48%和高性能计算芯片的33%。
究其原因,消费电子所使用的的芯片与 汽车 上所使用的的芯片有很大的区别。消费电子的芯片在开发阶段追求唯快不破,目前7nm制程的芯片已经大范围应用,5nm制程的芯片也逐步应用到了iPhone等旗舰机型上。而 汽车 本身空间较大,而且大部分芯片使用在底盘、安全、车灯控制等低算力领域,因此不用过于追求先进的制程工艺。也正因此, 汽车 芯片的毛利率要更低,对于产能有限的代工厂来说,当然更愿意生产更先进、利润更高消费电子芯片。
更重要的是,大部分传统 汽车 芯片的技术水平虽然不高,但对质量的要求却极高。 汽车 作为交通工具的特殊性,使得其对 汽车 芯片可靠性、安全性、长效性的要求极其严苛。据了解,消费电子芯片的不良率要求只需满足200ppm(万分之二),而 汽车 芯片的要求是1ppm(百万分之一),而车企对芯片供应商的不良率要求其实更低,因为对 汽车 而言,任何不良都有可能导致严重的交通事故。在使用寿命要求上,消费电子芯片要求的使用寿命为10年, 汽车 芯片长达20年。
此外,手机芯片的发展基本遵循摩尔定律,每年一更新,一款芯片能满足两三年内的软件系统性能需求即可。但是 汽车 的开发周期比较长,一款新车型从开发到上市验证至少要经过两年以上的时间,使用周期更是长达十年以上,这也对 汽车 芯片设计的前瞻性提出了很高的要求。
显然为 汽车 企业制造芯片是一件费力不讨好的事情。一旦芯片供应出现紧缺,跟消费电子芯片混线生产的 汽车 芯片在产能和质量上都将出现不可避免的风险。对于要求如此严苛的 汽车 芯片而言,要在关键时刻临时更换供应商几乎不可能实现。
即使在手机行业,类似的悲剧也时有发生。刚刚发布的高通骁龙888旗舰芯片本该选择制程工艺和产能更占优势的台积电代工,但由于种种原因最后偏偏找上了三星。结果芯片发热问题严重,随后高通赶紧推出台积电代工的骁龙 870 作为救火队员,才勉强稳住了局面。手机行业出现类似问题尚能弥补,但这却是 汽车 行业无法容忍的事情。
对于 汽车 行业,芯片是采购周期最长的关键部件,往往需要提前半年甚至一年下发订单,如此长的供货周期迫使 汽车 企业必须承受巨大的不确定性。而对于博世这样的一级供应商来说,更是无时不刻不面临着芯片供应的问题,自建晶圆工厂既是出于对供应安全的考量,也是对产品功能安全最有力的保障。唯有如此,才能将主动权牢牢掌握在自己手中。
英特尔公司(INTC)英特尔是一家集成设备制造商,致力于设计和制造主板芯片组,网络接口控制器和集成电路。该公司的最初产品是存储芯片,包括世界上第一个金属氧化物半导体。今天,英特尔为各种计算机和技术公司创建处理器。分析师预计,在2020年6月,苹果公司(AAPL)宣布计划终止与英特尔的长期合作关系,而苹果公司准备内部生产自己的芯片。
台积电(TSM)
台积电(Taiwan Semiconductor Manufacturing Co.)是全球最大的独立自主纯晶圆代工厂。纯晶圆代工厂仅制造集成电路,不具有任何内部设计能力。许多半导体公司将其组件制造外包给台湾半导体。
高通公司(QCOM)
高通公司是一家设计和销售无线通信产品和服务的全球半导体和电信公司。全球各地的电信公司都使用高通公司的专利CDMA(码分多址)技术,该技术在无线通信的发展中起了不可或缺的作用。其Snapdragon芯片组可在许多移动设备中找到。
Broadcom Inc.(AVGO)
Broadcom生产数字和模拟半导体,并为计算机的蓝牙连接,路由器,交换机,处理器和光纤提供接口。
美光科技公司(MU)
美光科技在国际上销售半导体产品。其产品用于计算机,消费电子产品,汽车,通信和服务器。它创建闪存RAM产品以及可擦写光盘存储解决方案。
德州仪器(TXN)
德州仪器(TI)为全球制造商设计和制造半导体。该公司是移动设备,数字信号处理器和模拟半导体芯片的主要制造商。它仍然生产最初广为人知的产品:计算器。德州仪器(TI)在1930年成立时是一家石油和天然气公司,然后在1940年代专注于国防系统电子产品。该公司于1958年开始从事半导体业务,目前拥有成千上万的专利。
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