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高通下一代SoC弃三星转投台积电 7纳米代工赢家通吃?
2018-11-12 标签: ICNET  芯片  元件与制造 来源:ICNET


近日,高通下一代旗舰SoC骁龙855(或8150)的设计曝光,其具有三个CPU集群,分别是两个超大核心、两个大核心以及四个小核心,支持QC 5.0快充,支持5G调制解调器。此外,骁龙855还整合了神经运算单元。在本季度,这枚芯片将投入量产,预计终端上市将会在2019年1月。



但比起性能参数的升级,高通骁龙855还有一个重要变化,就是它将采用台积电7nm工艺量产,而非由老伙伴三星代工。从高通转换代工厂的原因不难推断,在苹果等竞争对手采用7nm之后,高通的SoC若不升级制程,便会在性能方面落入下风,同时商业宣传也会十分尴尬。


纵观2018年,台积电7nm制程于上半年投产,服务苹果、高通、英伟达等客户。而三星这边,导入极紫外(EUV)光刻7nm LPP虽然已在十月份量产,但给骁龙855代工也是来不及了。由此一来,三星7nm工艺也就只能用于自家的SoC。就目前情况看,7nm的战局台积电占绝对优势,至于能否达到“通吃”局面,还要看两家代工厂明年的进展,特别是三星作为“追赶者”会采取什么战略。


7nm进程:台积电占优


明年台积电会在7nm导入EUV,命名为7nm+。在性能方面,7nm+相比前代工艺能够提升20%的晶体管密度和10%左右的能耗降低。据了解,7nm+对EUV的应用仅限四个非关键层,主要目的是加快芯片生产速度并积累EUV光刻的经验。到了5nm制程,晶体管微缩程度更大,就会大规模启用EUV。


7nm+将给谁用,台积电并未透露,但答案是显而易见的。据Digitimes援引业内人士报道,台积电将独家代工苹果明年的A13处理器,而其在代工市场的份额也将由当前的56%提升至60%。由此看,7nm不仅锁住了大客户,更将帮助台积电进一步提升代工市场的份额。而对三星来说,随着时间推移,对手变得越来越强,因此就要采取更激进的策略。



今年十月份,三星在举办的晶圆代工论坛上更新了其技术路线图,宣布导入EUV的7nm LPP开始量产,也就是说三星第一代7nm制程就采用了EUV,这确实比台积电激进。目前三星已在韩国华城的S3工厂配置多台来自ASML的EUV光刻机,明年将继续扩大建设EUV产线,预计2020年竣工投产。


三星还特别指出,除自家的Exynos芯片外,高通骁龙5G SoC也将采用7nm LPP生产。另外,在7nm放量之前,三星8nm LPU(实为10 nm改进版)将继续作为主力,而高通也是三星8nm LPU的客户,未来可能是用其来代工5G基带。由此看,高通投靠台积电并非长期,与三星的合作关系还将继续。



在加大投入的同时,三星也在这一年来调整了代工业务的经营战略。本着资源优化配置的原则,三星在去年把代工业务从LSI部门独立出来,成为集团旗下的纯代工企业。今年年初,三星设立了“先进晶圆代工生态系统”(SAFE),意在强化与高通等关键客户的联系,完善晶圆代工生态。五月份,三星又成立了晶圆代工专属的研发部门。


另外,还有报道称三星为跟台积电抢单,已将代工价格下调20%,以吸引苹果、英伟达等客户。当然,以三星初涉7nm就采用EUV的情况看,这些大客户可能并不愿意为了省钱甘愿冒险,三星若想争取到大客户,还得等到自家工艺验证得到认可才有可能。


先进封测:台积电领先


台积电之所以能够长期为苹果提供代工服务,每年都更新工艺制程固然是根本原因,但还有个不容忽视的因素就是其独特的集成扇出型封装(InFO),而三星要想抢夺大客户订单,也必须拥有自己的先进封装技术,以增强竞争力。目前,三星正在面板扇出型封装(FOPLP)上持续发力。



所谓面板扇出型,即将芯片封装在一片大的方形面板上。此技术的初衷是一次性封装较多数量的芯片,由此提高效率并降低单位成本。以上图的610mm×457mm的封装载版为例,其面积可达到2788mm²,而通常的12寸晶圆仅有707mm²,前者面积相当于后者4倍,理论上封装成产量也是其4倍。


然而事实并非纸上谈兵,要想用FOPLP实现4倍于普通晶圆的产能,尚有许多技术难点需要克服,初期的研发成本必然很高,且生产良率必然低下;此外FOPLP的设备有异于传统封装,因此搭建产线的成本高昂,如后续不能形成规模效应,将很难收回投资。现阶段,虽然日月光、力成等封测厂都在高喊FOPLP的机会,但最敢投资的只有三星。


三星作为集团企业,最大优势在于垂直整合模式。尽管以三星代工目前难以扩大市占比,但FOPLP还是有其用武之地。目前,三星已利用FOPLP生产自家的电源管理芯片、穿戴设备处理器等,预计明年将发展到3D-SiP(系统级封装)阶段,用于更复杂的芯片。FOPLP最终要达到的目标,就是对标台积电的InFO,用于生产最高级的移动SoC以及AI芯片等。


观察晶圆代工业,单纯的晶体管微缩技术已经快走到头了,更多的技术变革将会在封测领域产生。台积电和三星作为代工界的龙头,已经深刻认识到未来芯片的性能很大一部分都取决于封装,因此对这方面的投资将持续扩大,竞争也会越来越激烈。


总结:台积电当前占优 但三星不容小觑


今年,晶圆代工业发生巨变,格芯和联电相继宣布不再投资先进制程,转而利用成熟制程维持现有生态,因此先进代工市场就只剩下台积电和三星两大竞争者。在晶圆制程进入个位数之际,两家代工厂势必展开更激烈的竞争。


早在去年,台积电董事长(现已退休)张忠谋曾表示:在五年前就已经预测到三星将是个很强的对手,但在十年前可没想到三星会这么强。张忠谋认为,三星的优势在于非常有决心和毅力去执行一件事,这点已经被证明多次了。



从三星走过的路也可看出,大集团的垂直整合优势确实是竞争法宝。拿三星7nm制程和FOPLP这两项来说,即便一时接不到外单也可用于三星自家内部的项目,有助于提高集团整体的竞争力。相比之下,台积电“服务”性质的代工厂文化,则依靠满足客户的需求创造价值。日后晶圆制程越先进,所需的投入也将成倍上升,能承受的客户越少,台积电也将面临较大的风险。


目前,台积电、三星正围绕7nm展开角逐,而未来的5nm、3nm节点和EUV的大范围应用所面临的技术风险,对两家代工厂而言都是十分重要考验,因此谁会是赢家,未来很有看头。



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