先進制程布局各有打算，GF/聯(lián)電爭搶晶圓榜眼

　　先進制程晶圓代工市場戰(zhàn)火愈演愈烈。繼臺積電宣布將分別于2015、2017年推出16和10奈米鰭式電晶體（FinFET）制程后，格羅方德（GLOBALFOUNDRIES）日前也喊出將超前臺積電1年，于2014年導(dǎo)入14奈米量產(chǎn)，并將發(fā)揮FinFET專利數(shù)量優(yōu)勢，于2015年搶先進入10奈米世代，讓晶圓代工市場競爭更趨白熱化。

　　格羅方德發(fā)豪語　2015年量產(chǎn)10奈米

　　格羅方德先進技術(shù)架構(gòu)副總裁Subramani Kengeri（圖1）表示，格羅方德自尚未從超微（AMD）分割出來前，就已與IBM緊密合作開發(fā)FinFET制程、材料與設(shè)備技術(shù)，至今已累積超過10年豐富經(jīng)驗，同時也掌握全球現(xiàn)有70%專利，因此可望領(lǐng)先群倫在2014年推出14奈米FinFET晶圓前段閘極制程加20奈米后段金屬拉線制程的混搭方案。

　　因應(yīng)上述混搭方案發(fā)展，該公司亦將在今年下半年推出20奈米高介電系數(shù)金屬閘極（HKMG）制程，一方面增強與臺積電在晶圓代工市場上競爭的技術(shù)實力，另一方面也能藉優(yōu)化20奈米產(chǎn)線的經(jīng)驗，加速提升14/20奈米混搭制程良率。

　　Kengeri指出，格羅方德幾乎與英特爾（Intel）在同一時間投入發(fā)展FinFET，加上后續(xù)又與IBM、叁星（Samsung）組成策略聯(lián)盟并產(chǎn)出大量專利，所以能緊追英特爾之后，成為第一個克服FinFET晶片商用量產(chǎn)桎梏的業(yè)者。

　　格羅方德亦正緊鑼密鼓研擬第二代FinFET電晶體架構(gòu)，以及10奈米所需的叁重曝光（Triple-patterning）技術(shù)，從而在晶圓前后段制程均實現(xiàn)FinFET架構(gòu)，更進一步增強產(chǎn)品效能，并縮減尺寸及功耗，預(yù)計2015年即可進入量產(chǎn)。

　　晶圓代工廠從傳統(tǒng)SiON/Poly，或目前28/20奈米主流HKMG制程轉(zhuǎn)換至FinFET，將面臨電晶體架構(gòu)驗證、硅智財（IP）設(shè)計，以及蝕刻、曝光等設(shè)備開發(fā)問題，必須仰賴長久的研發(fā)投資與技術(shù)優(yōu)化，才能取得關(guān)鍵制程參數(shù)，并順利導(dǎo)入商用。

　　Kengeri強調(diào)，該公司因最早投入FinFET開發(fā)，經(jīng)年積累下來的Know-how，不是其他業(yè)者短期內(nèi)擴增研發(fā)預(yù)算或設(shè)備投資就能迎頭趕上；因此，未來將可在市場上擴大競爭優(yōu)勢。

　　不同于格羅方德戮力推進FinFET方案量產(chǎn)時程表，聯(lián)電則以擴大40奈米營收比重為發(fā)展重心，并將擴增高壓液晶顯示（LCD）驅(qū)動IC、嵌入式快閃記憶體等12吋晶圓利基型制程，強化營收主力。

　　據(jù)市場研調(diào)機構(gòu)報告顯示，去年聯(lián)電在晶圓代工市占第二的位置已遭格羅方德取代，并被叁星超前而煺居第四；然而，聯(lián)華電子執(zhí)行長顏博文（圖2）表示，就該公司自行調(diào)查的結(jié)果來看，整體晶圓出貨量聯(lián)電為第叁、格羅方德則是第四，因此聯(lián)電仍握有一定領(lǐng)先優(yōu)勢，可望于今年奪回既有的市占地位。

　　先進制程穩(wěn)扎穩(wěn)打　聯(lián)電先顧40奈米金雞母

　　顏博文強調(diào)，通訊、運算設(shè)備及行動裝置對40奈米制程的需求仍非常強烈，因此持續(xù)提升40奈米制程研發(fā)能量，并擴充多元客制化產(chǎn)品陣容，才是聯(lián)電當(dāng)前首要布局重點。至于28奈米以下先進制程，聯(lián)電也已擬好時程表，不會貿(mào)然進行大規(guī)模投資。

　　事實上，聯(lián)電積極拱大40奈米制程事業(yè)版圖的策略已開始奏效，該公司日前于2013年第一季法說會中繳出令人振奮的營運成績單，不僅40奈米以下制程營收比重從去年第四季的15%再攀高至18%，刺激晶圓出貨季增5%，營收年增5.8%，產(chǎn)能利用率也守在78%水準(zhǔn)，優(yōu)于去年底預(yù)估將滑落至75%的狀況。因此，該公司股價走勢也逐漸翻揚，并站上近7個月來的高點。

　　顏博文指出，全球IC設(shè)計業(yè)者的庫存去化動作已于今年第一季告一段落，第二季后可望重新啟動備貨計畫，尤其在各種行動通訊晶片對先進制程強勁的需求帶動下，聯(lián)電40奈米以下制程的營收占比更將超越兩成，晶圓出貨片數(shù)也可望大幅成長12？14%，至于產(chǎn)能利用率則有望回到80%左右。

　　此外，聯(lián)電也將與客戶并肩作戰(zhàn)，推出更多客制化的制程技術(shù)平臺，刺激營收成長，如近期已與飛索（Spansion）簽訂40奈米嵌入式快閃記憶體（Embedded Flash）制程合作計畫；并將部署65、55、45及40奈米利基型制程方案，搶攻新一代高解析度LCD驅(qū)動IC高壓制程，互補式金屬氧化物半導(dǎo)體影像感測器（CMOS Image Sensor），以及智慧汽車（Smart Car）相關(guān)晶片制造商機。

　　至于28奈米以下先進制程則依公司藍圖逐步轉(zhuǎn)換生產(chǎn)線，并與客戶展開先期研發(fā)合作。顏博文強調(diào)，聯(lián)電28奈米SiON/POLY制程將在今年底貢獻個位數(shù)的總營收百分比，并將于明年首季轉(zhuǎn)換至更高效能、更低功耗的高介電系數(shù)金屬閘極（HKMG）方案，拉攏更多處理器客戶。2014年第叁季則將發(fā)布14奈米FinFET的雙重曝光（Double Patterning）技術(shù)及設(shè)計定案（Tape Out），隨后于2015年正式量產(chǎn)。

　　由于聯(lián)電上述規(guī)畫獨漏20奈米，因而也引發(fā)業(yè)界關(guān)注其是否將略過此一制程節(jié)點。對此，顏博文分析，28奈米HKMG系一具主導(dǎo)性、生命週期較長的制程方案，相形之下，20奈米可能成為非主流制程（Weak Node），因晶片效能提升與投資成本效益不一定勝過直接導(dǎo)入14奈米FinFET，僅有一線處理器大廠為維持技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢才會計畫採用。也因此，聯(lián)電將視客戶需求發(fā)展20奈米，不會特別投注大量資源。

　　事實上，由于先進制程投資劇增，經(jīng)營風(fēng)險愈來愈大，傳統(tǒng)專業(yè)晶圓代工廠或整合元件制造商（IDM）的營運方式均備受挑戰(zhàn)；因此已有晶圓代工業(yè)者開始推行可兼顧兩種模式運作優(yōu)點的Foundry 2.0經(jīng)營策略，強化與IC設(shè)計商的早期合作，期在20奈米以下先進制程市場取得有利發(fā)展位置。

　　降低先進制程風(fēng)險　Foundry 2.0模式興起

　　Kengeri表示，目前晶圓廠布局20奈米制程，光是蓋廠房、開發(fā)新制程與晶片架構(gòu)，總投入金額就須超過80億美元；預(yù)估2014年邁入14奈米后，新興FinFET技術(shù)、雙重曝光機臺，以及相關(guān)IP研發(fā)、產(chǎn)線轉(zhuǎn)換與制程良率優(yōu)化的投資還會再顯著增加，勢將為單家IDM或晶圓代工廠帶來沉重負擔(dān)。

　　隨著先進制程投資風(fēng)險劇增，傳統(tǒng)IDM或純晶圓代工廠在經(jīng)營面上的缺點已逐漸放大，如前者無法因應(yīng)市場變化快速調(diào)整產(chǎn)品發(fā)展方向；后者則缺乏晶片從概念設(shè)計到市場銷售的整體流程規(guī)畫能力，因此兩者調(diào)整營運策略的需求已迫在眉睫。

　　有鑑于此，近來業(yè)界正興起Foundry 2.0的創(chuàng)新經(jīng)營模式，期整合IDM與純晶圓代工營運模式的優(yōu)點。Foundry 2.0系透過開放式制程、封裝與IP設(shè)計平臺，與IC設(shè)計業(yè)者于新一代處理器投產(chǎn)前18個月即展開晶片研發(fā)合作，并分攤成本等方式，紓解晶圓廠在20奈米以下先進制程技術(shù)、設(shè)備、IP和產(chǎn)線布建方面的巨大投資風(fēng)險，以及益發(fā)復(fù)雜的跨業(yè)合作等挑戰(zhàn)，從而強化接單能力。

　　舉例來說，英特爾藉由與Altera合作，以共同分攤14奈米FinFET研發(fā)費用；而日本IDM大廠瑞薩電子（Renesas Electronics）、東芝（Toshiba）和富士通（Fujitsu）也持續(xù)執(zhí)行Fablite策略，強化與臺積電等晶圓廠的委外制造合作，以共同分攤高昂的制程研發(fā)與生產(chǎn)費用，在在顯現(xiàn)出Foundry 2.0的概念已在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中開始發(fā)酵，未來可望驅(qū)動產(chǎn)業(yè)鏈的虛擬整合，進而強化各段供應(yīng)商的市場風(fēng)險應(yīng)變能力。

　　Kengeri認為，全球所有晶圓廠中，格羅方德目前最接近Foundry 2.0型態(tài)，塬因在于該公司系唯一擁有IDM生產(chǎn)經(jīng)驗的純晶圓代工廠，相較于橫跨處理器、晶圓代工事業(yè)的英特爾和叁星（Samsung），更能取得Fabless晶片商的信賴并深入產(chǎn)品細部研發(fā)合作。

　　至于臺積電、聯(lián)電的定位雖與格羅方德相近，但Kengeri認為，格羅方德較早意識到先進制程分散投資風(fēng)險的重要性，提早啟動與IC設(shè)計商的產(chǎn)品早期開發(fā)合作，并已于全球各地擴增設(shè)計服務(wù)據(jù)點或技術(shù)研發(fā)中心，已在Foundry 2.0的發(fā)展上取得領(lǐng)先位置。

　　顯而易見，為站穩(wěn)晶圓代工市場二哥地位，格羅方德與聯(lián)電皆已使出渾身解數(shù)，并各自展開不同的發(fā)展策略，未來雙方激戰(zhàn)將更趨白熱化。