半导体 7 纳米制程的第一轮战役由台积电抢下全球头香, 且主要 IC 设计大客户苹果, 海思, 高通, NVIDIA, AMD, 比特大陆, GMO, 嘉楠耘智等数十家订单全数到手, 但在台积电看似赢的风光又漂亮之际, 最大劲敌三星电子正在密谋一场世纪大反扑计划, 要挖走台积电在人工智能芯片上的 '镇庙大神' .
三星 7 纳米问世的时间点落后台积电, 然而为求一举成名, 推出的第一版就会导入 EUV 光刻技术. 反之, 台积电为了在今年第三季提前让 7 纳米工艺问世, 该版本并没有导入 EUV 光刻技术. 台积电 '抢快' 策略确实获得第一轮战役的巨大成功, 但三星采用 EUV 光刻机的 7 纳米来势汹汹, 带来的效能提升, 以及后续影响力的爆发, 恐怕会让台积电如坐针毡.
台积电有 '人工智能造芯者' 之称, Google 是其中的 '镇庙大神'
半导体产业靠着智能手机已饱餐多年, 然进入 7 纳米工艺后, 手机已无法支撑其巨额投资. 因此, 高速运算 HPC 应用包含人工智能, GPU / CPU , 服务器, 加密货币等重要性很快将凌驾于手机之上, 成为 7 纳米应用的生力军.
很早看准高速运算 HPC 商机的台积电, 素有 '人工智能造芯者' 之美誉, 全球只要喊的出来名号的人工智能芯片, 大约 9 成都由台积电操刀, 包括 Google , NVIDIA , 赛灵思, 寒武纪, 深鉴, 地平线, 比特大陆, 嘉楠耘智等.
而 Google 针对机器学习, 改善搜索引擎, 影像搜索, 云视觉 API , 翻译, 地图等云计算服务的效率与准确性而设计的定制化 ASIC : TPU (Tensor Processing Unit) , 曾是 DeepMind 旗下 AlphaGO 打败韩国围棋高手李世?h而一战成名的背后功臣.
为验证 TensorFlow 框架, Google 仿效苹果跨入自制芯片一途所推出的 TPU, 在机器学习效率号称比 GPU 和 CPU 速度快上 15 ~ 30 倍.
Google 的 TPU 从第一代开始, 一直到 2018 年演进到第三代 TPU 都是由台积操刀生产, 而 ASIC 设计是由 Marvell 或博通打造, 这样的合作一直被视为是生产 Google TPU 的 '铁三角' 胜利方程式.
Google 的 人工智能芯片 TPU 第一~ 三代都由台积电操刀, 然 7 纳米惊传分手
但近期有个震惊业界的消息传出, Google 未来采用 7 纳米制程工艺的 TPU 芯片, 将会首度从台积电转单到三星生产, 届时三星也将包办 ASIC 设计, 芯片制造到后段封测, 这恐怕将成为三星在 7 纳米战役上的一大胜利, 抢下台积电在人工智能芯片客户群中的 '镇庙大神' !
为什么 Google 的 7 纳米TPU 芯片要从老班底台积电转单到三星? 这是个让人跌破眼镜的选择.
业界对于个中原因是众说纷纭, '价格论' 再度被提出, 认为这次又是三星不计成本的低价抢单. 业界曾形容, 三星为了抢单是无所不用其极, 甚至提出让客户觉得 '不答应还真是脑袋坏掉' 的超低价格. 然而, Google TPU 并非大宗型产品, 价格绝非选择代工厂的首要考量.
行业内人士分析, 关键原因有两个, 第一是 3D 堆叠技术, 第二是功耗问题. 台积电的制程功耗太大, 会导致后端封装承受不住, 只好降低效能作来因应, 这导致前几代 Google 的 TPU 在效能上有一些限制.
再者, TPU 芯片需要大量且精准的 3D 堆叠技术把运算单元叠起来, 更重要的是, 散热必须要好, 而三星一直以来在这方面的技术很强, 因为存储器早已大量使用 3D 堆叠工艺, 三星又是存储产业的龙头, 技术自然不在话下.
当然, 台积电也有 CoWoS (Chip on Wafer on Substrate) 技术将多颗芯片整合堆叠在单一元件上, 再封装于基板, 但传出三星极力优化该方面的技术, 加上三星在散热的处理上优于台积电, 使其成为胜过台积电拿下 Google 的 7 纳米 TPU 订单的关键.
还有一点, 三星为了确保帮 Google 代工的 TPU 稳定度, 虽然终极目标是以 7 纳米生产, 但不排除先导入 10 纳米, 确定没问题后, 再以 7 纳米作为量产工艺节点. 所以, 三星为 Google 代工的 TPU 技术, 也可以说是以 10/7 纳米两个世代打造.
三星为 Google '造芯' 贴身 '临摹' 后恐实力大增 不利于其他 AI 阵营
不过, Google 的人工智能芯片让三星代工, 恐埋一个巨大隐忧, 这不是对 Google, 而是对其他阵营的人工智能芯片业者.
三星在业界一向有 'Copy Cat' 之称, 客户让三星代工产品, 最怕的就是关键技术被偷偷学去, 况且三星的产品线从最上游的各式逻辑芯片, 存储芯片, 制造生产, 甚至是机台设备都自己掌握, 一直延伸到系统端包括电视, 手机, 面板等, 所有产品是无所不包, 人工智能是新时代显学, 三星自然是追求做到顶尖.
若三星帮 Google 的人工智能芯片做 ASIC 和生产, 无非是给了三星一个向巨人贴身 '临摹' 的绝佳机会, Google 的人工智能当中窍门恐被 '聪明绝顶' 的三星学了去.
不过, 业界认为 Google 可是一点都不担心, 因为对方偷得了硬件, 但 Google 擅长的软件是三星学不到的.
但真正该担心的是 Google 以外的人工智能芯片公司, 三星从巨人身上即使学不到 9 成武功, 只要学个 6 ~ 7 成功力, 就可以大幅优化自家的人工智能芯片, 这恐怕十分不利于竞争对手.
这也是台积电一直以来所倡导的观念, 唯有纯晶圆代工厂模式 (pure foundry business model) , 不与客户竞争, 不生产自己的产品, 才能获得客户青睐.
据业者透露, 其实 Google 找上三星也不是首选, 原本属意找英特尔的晶圆代工部门合作, 但英特尔早已决定淡出该领域, 在没有其他选择下, 只好找三星试试看, 看看下一个 '朋友' 会不会更好.
三星这次挖角 Google 订单, 也让人回忆起当年高通在 FinFET 制程工艺的选择上, 舍台积电, 选择三星的往事.
回顾一下台积电和三星上一次的技术大过招, 是发生在 3 ~ 4 年前的传统平面式技术, 转进鳍式场效电晶体 FinFET 技术架构之役, 该战役具有跨时代的意义.
当时, 三星的 14 纳米 FinFET 工艺制程领先台积电的 16 纳米 FinFET 工艺制程量产, 这是三星在技术上第一次超车台积电, 且首次抢下原本属于台积电的大客户高通的订单, 在晶圆代工领域是一战成名, 也逼得台积电出面表示其 16 纳米 FinFET 技术虽是 '后发' , 但绝对会 '先至' !
虽然之后三星领先问世的 14 纳米 FinFET 工艺, 但无论从市占率, 客户数角度, 都被台积电狠狠超越, 但这一精彩交锋已是历史留名, 更点出台积电与高通这位老伙伴之间, 数十年来从 '相知相惜' 逐渐转为 '矛盾' 的情节, 才让三星有机可趁.
当年高通放弃台积电的 FinFET 工艺而选择三星, 外传的理由很多. 有人说, 三星几乎是不赚钱, 甚至是 '倒贴' 高通来抢单; 也有人说三星的 FinFET 工艺确实推出的时间比较早; 更有人说, 台积电自从有了苹果这位让它在行动通讯时代登峰造极的大客户后, 高通觉得受到 '冷落' , 因此 '移情别恋' .
不过, 台积电在 7 纳米工艺上抢下全球量产的头香, 自然又把高通这位 '老朋友' 给盼回来, 加上有 100% 苹果处理器芯片的代工订单, 台积电的 7 纳米首役是赢的风光.
然近期业界也传出, 等到明年三星采用 EUV 光刻技术的 7 纳米工艺量产后, 高通恐怕将再度回到三星怀抱, 这点是台积电不得不防的.
三星的 7 纳米不抢 '快' 要抢 '威' , 导入 EUV 台积电硬是打脸反击
三星的 7 纳米策略不 '抢快' , 而是 '抢威' , 第一版的 7 纳米 LPP 制程要立刻让 EUV 技术导入, 因此跳过非 EUV 技术的版本, 导致量产 7 纳米工艺的时间点落后台积电. 根据规划, 三星预计是年底到明年初的时间点投入生产.
业界认为, 真正导入 EUV 光刻技术的 7 纳米版本, 才是具有历史意义的技术制程.
因此, 台积电总裁兼副董事长魏哲家日前在法说会上高分贝喊话 '我们将会是第一家量产 EUV 技术的半导体厂! ' 宣示意味浓厚, 挑明过招的对象, 就是预计几乎是同时间量产的三星.
DT 君曾当面问过台积电创办人张忠谋, 三星和英特尔, 谁才是台积电真正的敌人? 当时张忠谋早已断言, 英特尔的企业文化缺乏 '服务的精神' , 因为英特尔向来只服务自己的产品, 然而 '服务客户' 是晶圆代工模式的精髓之一, 这似乎在暗示英特尔进入晶圆代工产业注定不会成功, 如今回顾, 是一语成谶.
然谈到三星, 张忠谋的口气大为不同, 他认为三星是一家十分有决心和毅力, 且高层一下令是整个组织都会凝聚一心达成目标的公司, 这非常不容易.
业界提到一个重点, 三星是一家只要锁定一个领域进入, 凡事绝对要做到第一的企业, 没有所谓的 '老二哲学' . 这一点, 是让很多对弈者都毛骨悚然的特质.
台积电在晶圆代工领域的市占率已经攀上 60%, 龙头地位无可撼动, 但三星进入该产业的轨迹从帮苹果做代工, 陆续转型为生产自己的手机处理器芯片, 甚至几年前在 FinFET 技术战役上超车台积电, 抢下高通订单, 实力绝对不容小觑.
这一次, 三星 7 纳米技术要直取台积电在人工智能领域的 '镇庙大神' Google 订单, 更要抢回高通的处理器订单, 这已经预告, 台积电眼前的赢不是赢, 更激烈的战役还在后面等着, 第二轮的 7 纳米技术之役, 未开战却早已硝烟四起!