半導(dǎo)體7納米制程的第一輪戰(zhàn)役由臺積電搶下全球頭香

半導(dǎo)體 7 納米制程的第一輪戰(zhàn)役由臺積電搶下全球頭香，且主要 IC 設(shè)計大客戶蘋果、海思、高通、NVIDIA、AMD、比特大陸、GMO、嘉楠耘智等數(shù)十家訂單全數(shù)到手，但在臺積電看似贏的風(fēng)光又漂亮之際，最大勁敵三星電子正在密謀一場世紀(jì)大反撲計劃，要挖走臺積電在人工智能芯片上的“鎮(zhèn)廟大神”。

三星 7 納米問世的時間點落后臺積電，然而為求一舉成名，推出的第一版就會導(dǎo)入 EUV 光刻技術(shù)。反之，臺積電為了在今年第三季提前讓 7 納米工藝問世，該版本并沒有導(dǎo)入 EUV 光刻技術(shù)。臺積電“搶快”策略確實獲得第一輪戰(zhàn)役的巨大成功，但三星采用 EUV 光刻機(jī)的 7 納米來勢洶洶，帶來的效能提升，以及后續(xù)影響力的爆發(fā)，恐怕會讓臺積電如坐針氈。

臺積電有“人工智能造芯者”之稱，Google 是其中的“鎮(zhèn)廟大神”

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)靠著智能手機(jī)已飽餐多年，然進(jìn)入 7 納米工藝后，手機(jī)已無法支撐其巨額投資。因此，高速運(yùn)算 HPC 應(yīng)用包含人工智能、 GPU / CPU 、服務(wù)器、加密貨幣等重要性很快將凌駕于手機(jī)之上，成為 7 納米應(yīng)用的生力軍。

很早看準(zhǔn)高速運(yùn)算 HPC 商機(jī)的臺積電，素有“人工智能造芯者”之美譽(yù)，全球只要喊的出來名號的人工智能芯片，大約9 成都由臺積電操刀，包括 Google 、NVIDIA、賽靈思、寒武紀(jì)、深鑒、地平線、比特大陸、嘉楠耘智等。

而 Google 針對機(jī)器學(xué)習(xí)、改善搜索引擎、影像搜索、云視覺API 、翻譯、地圖等云計算服務(wù)的效率與準(zhǔn)確性而設(shè)計的定制化 ASIC ：TPU（Tensor Processing Unit），曾是 DeepMind 旗下AlphaGO 打敗韓國圍棋高手李世乭而一戰(zhàn)成名的背后功臣。

為驗證 TensorFlow 框架，Google 仿效蘋果跨入自制芯片一途所推出的 TPU，在機(jī)器學(xué)習(xí)效率號稱比 GPU 和 CPU 速度快上 15 ~ 30 倍。

Google 的 TPU 從第一代開始，一直到 2018 年演進(jìn)到第三代 TPU 都是由臺積操刀生產(chǎn)，而 ASIC 設(shè)計是由 Marvell 或博通打造，這樣的合作一直被視為是生產(chǎn) Google TPU 的“鐵三角”勝利方程式。

Google 的 人工智能芯片 TPU 第一～三代都由臺積電操刀，然 7 納米驚傳分手

但近期有個震驚業(yè)界的消息傳出，Google 未來采用 7 納米制程工藝的 TPU 芯片，將會首度從臺積電轉(zhuǎn)單到三星生產(chǎn)，屆時三星也將包辦 ASIC 設(shè)計、芯片制造到后段封測，這恐怕將成為三星在 7 納米戰(zhàn)役上的一大勝利，搶下臺積電在人工智能芯片客戶群中的“鎮(zhèn)廟大神”！

為什么 Google 的 7 納米TPU 芯片要從老班底臺積電轉(zhuǎn)單到三星？這是個讓人跌破眼鏡的選擇。

業(yè)界對于個中原因是眾說紛紜，“價格論”再度被提出，認(rèn)為這次又是三星不計成本的低價搶單。業(yè)界曾形容，三星為了搶單是無所不用其極，甚至提出讓客戶覺得“不答應(yīng)還真是腦袋壞掉”的超低價格。然而，Google TPU 并非大宗型產(chǎn)品，價格絕非選擇代工廠的首要考量。

行業(yè)內(nèi)人士分析，關(guān)鍵原因有兩個，第一是 3D 堆疊技術(shù)，第二是功耗問題。臺積電的制程功耗太大，會導(dǎo)致后端封裝承受不住，只好降低效能作來因應(yīng)，這導(dǎo)致前幾代 Google 的 TPU 在效能上有一些限制。

再者，TPU 芯片需要大量且精準(zhǔn)的 3D 堆疊技術(shù)把運(yùn)算單元疊起來，更重要的是，散熱必須要好，而三星一直以來在這方面的技術(shù)很強(qiáng)，因為存儲器早已大量使用 3D 堆疊工藝，三星又是存儲產(chǎn)業(yè)的龍頭，技術(shù)自然不在話下。

當(dāng)然，臺積電也有 CoWoS（Chip on Wafer on Substrate）技術(shù)將多顆芯片整合堆疊在單一元件上，再封裝于基板，但傳出三星極力優(yōu)化該方面的技術(shù)，加上三星在散熱的處理上優(yōu)于臺積電，使其成為勝過臺積電拿下 Google 的 7 納米 TPU 訂單的關(guān)鍵。

還有一點，三星為了確保幫 Google 代工的 TPU 穩(wěn)定度，雖然終極目標(biāo)是以 7 納米生產(chǎn)，但不排除先導(dǎo)入 10 納米，確定沒問題后，再以 7 納米作為量產(chǎn)工藝節(jié)點。所以，三星為 Google 代工的 TPU 技術(shù)，也可以說是以 10/7 納米兩個世代打造。

三星為 Google“造芯”貼身“臨摹”后恐實力大增 不利于其他 AI 陣營

不過，Google 的人工智能芯片讓三星代工，恐埋一個巨大隱憂，這不是對 Google，而是對其他陣營的人工智能芯片業(yè)者。

三星在業(yè)界一向有“Copy Cat”之稱，客戶讓三星代工產(chǎn)品，最怕的就是關(guān)鍵技術(shù)被偷偷學(xué)去，況且三星的產(chǎn)品線從最上游的各式邏輯芯片、存儲芯片、制造生產(chǎn)，甚至是機(jī)臺設(shè)備都自己掌握，一直延伸到系統(tǒng)端包括電視、手機(jī)、面板等，所有產(chǎn)品是無所不包，人工智能是新時代顯學(xué)，三星自然是追求做到頂尖。

若三星幫 Google 的人工智能芯片做 ASIC 和生產(chǎn)，無非是給了三星一個向巨人貼身“臨摹”的絕佳機(jī)會，Google 的人工智能當(dāng)中竅門恐被“聰明絕頂”的三星學(xué)了去。

不過，業(yè)界認(rèn)為 Google 可是一點都不擔(dān)心，因為對方偷得了硬件，但 Google 擅長的軟件是三星學(xué)不到的。

但真正該擔(dān)心的是 Google 以外的人工智能芯片公司，三星從巨人身上即使學(xué)不到 9成武功，只要學(xué)個 6 ~ 7 成功力，就可以大幅優(yōu)化自家的人工智能芯片，這恐怕十分不利于競爭對手。

這也是臺積電一直以來所倡導(dǎo)的觀念，唯有純晶圓代工廠模式（pure foundry business model），不與客戶競爭、不生產(chǎn)自己的產(chǎn)品，才能獲得客戶青睞。

據(jù)業(yè)者透露，其實 Google 找上三星也不是首選，原本屬意找英特爾的晶圓代工部門合作，但英特爾早已決定淡出該領(lǐng)域，在沒有其他選擇下，只好找三星試試看，看看下一個“朋友”會不會更好。

三星這次挖角 Google 訂單，也讓人回憶起當(dāng)年高通在FinFET 制程工藝的選擇上，舍臺積電、選擇三星的往事。

回顧一下臺積電和三星上一次的技術(shù)大過招，是發(fā)生在 3 ～ 4 年前的傳統(tǒng)平面式技術(shù)，轉(zhuǎn)進(jìn)鰭式場效電晶體 FinFET 技術(shù)架構(gòu)之役，該戰(zhàn)役具有跨時代的意義。

當(dāng)時，三星的 14 納米 FinFET工藝制程領(lǐng)先臺積電的 16 納米 FinFET工藝制程量產(chǎn)，這是三星在技術(shù)上第一次超車臺積電，且首次搶下原本屬于臺積電的大客戶高通的訂單，在晶圓代工領(lǐng)域是一戰(zhàn)成名，也逼得臺積電出面表示其 16 納米 FinFET 技術(shù)雖是“后發(fā)”，但絕對會“先至”！

雖然之后三星領(lǐng)先問世的 14 納米 FinFET 工藝，但無論從市占率、客戶數(shù)角度，都被臺積電狠狠超越，但這一精彩交鋒已是歷史留名，更點出臺積電與高通這位老伙伴之間，數(shù)十年來從“相知相惜”逐漸轉(zhuǎn)為“矛盾”的情節(jié)，才讓三星有機(jī)可趁。

當(dāng)年高通放棄臺積電的 FinFET 工藝而選擇三星，外傳的理由很多。有人說，三星幾乎是不賺錢，甚至是“倒貼”高通來搶單; 也有人說三星的 FinFET 工藝確實推出的時間比較早; 更有人說，臺積電自從有了蘋果這位讓它在行動通訊時代登峰造極的大客戶后，高通覺得受到“冷落”，因此“移情別戀”。

不過，臺積電在 7 納米工藝上搶下全球量產(chǎn)的頭香，自然又把高通這位“老朋友”給盼回來，加上有 100% 蘋果處理器芯片的代工訂單，臺積電的 7 納米首役是贏的風(fēng)光。

然近期業(yè)界也傳出，等到明年三星采用 EUV 光刻技術(shù)的 7 納米工藝量產(chǎn)后，高通恐怕將再度回到三星懷抱，這點是臺積電不得不防的。

三星的 7 納米不搶“快”要搶“威”，導(dǎo)入 EUV 臺積電硬是打臉反擊

三星的 7 納米策略不“搶快”，而是“搶威”，第一版的 7 納米 LPP 制程要立刻讓 EUV 技術(shù)導(dǎo)入，因此跳過非 EUV 技術(shù)的版本，導(dǎo)致量產(chǎn) 7 納米工藝的時間點落后臺積電。根據(jù)規(guī)劃，三星預(yù)計是年底到明年初的時間點進(jìn)入生產(chǎn)。

業(yè)界認(rèn)為，真正導(dǎo)入 EUV 光刻技術(shù)的 7 納米版本，才是具有歷史意義的技術(shù)制程。

因此，臺積電總裁兼副董事長魏哲家日前在法說會上高分貝喊話“我們將會是第一家量產(chǎn) EUV 技術(shù)的半導(dǎo)體廠！”宣示意味濃厚，挑明過招的對象，就是預(yù)計幾乎是同時間量產(chǎn)的三星。

圖丨張忠謀

DT 君曾當(dāng)面問過臺積電創(chuàng)辦人張忠謀，三星和英特爾，誰才是臺積電真正的敵人？當(dāng)時張忠謀早已斷言，英特爾的企業(yè)文化缺乏“服務(wù)的精神”，因為英特爾向來只服務(wù)自己的產(chǎn)品，然而“服務(wù)客戶”是晶圓代工模式的精髓之一，這似乎在暗示英特爾進(jìn)入晶圓代工產(chǎn)業(yè)注定不會成功，如今回顧，是一語成讖。

然談到三星，張忠謀的口氣大為不同，他認(rèn)為三星是一家十分有決心和毅力，且高層一下令是整個組織都會凝聚一心達(dá)成目標(biāo)的公司，這非常不容易。

業(yè)界提到一個重點，三星是一家只要鎖定一個領(lǐng)域進(jìn)入，凡事絕對要做到第一的企業(yè)，沒有所謂的“老二哲學(xué)”。這一點，是讓很多對弈者都毛骨悚然的特質(zhì)。

臺積電在晶圓代工領(lǐng)域的市占率已經(jīng)攀上 60%，龍頭地位無可撼動，但三星進(jìn)入該產(chǎn)業(yè)的軌跡從幫蘋果做代工，陸續(xù)轉(zhuǎn)型為生產(chǎn)自己的手機(jī)處理器芯片，甚至幾年前在 FinFET 技術(shù)戰(zhàn)役上超車臺積電、搶下高通訂單，實力絕對不容小覷。

這一次，三星 7 納米技術(shù)要直取臺積電在人工智能領(lǐng)域的“鎮(zhèn)廟大神”Google 訂單，更要搶回高通的處理器訂單，這已經(jīng)預(yù)告，臺積電眼前的贏不是贏，更激烈的戰(zhàn)役還在后面等著，第二輪的 7 納米技術(shù)之役，未開戰(zhàn)卻早已硝煙四起！