半導體 7 納米製程的第一輪戰役由台積電搶下全球頭香, 且主要 IC 設計大客戶蘋果, 海思, 高通, NVIDIA, AMD, 比特大陸, GMO, 嘉楠耘智等數十家訂單全數到手, 但在台積電看似贏的風光又漂亮之際, 最大勁敵三星電子正在密謀一場世紀大反撲計劃, 要挖走台積電在人工智慧晶片上的 '鎮廟大神' .
三星 7 納米問世的時間點落後台積電, 然而為求一舉成名, 推出的第一版就會導入 EUV 光刻技術. 反之, 台積電為了在今年第三季提前讓 7 納米工藝問世, 該版本並沒有導入 EUV 光刻技術. 台積電 '搶快' 策略確實獲得第一輪戰役的巨大成功, 但三星採用 EUV 光刻機的 7 納米來勢洶洶, 帶來的效能提升, 以及後續影響力的爆發, 恐怕會讓台積電如坐針氈.
台積電有 '人工智慧造芯者' 之稱, Google 是其中的 '鎮廟大神'
半導體產業靠著智能手機已飽餐多年, 然進入 7 納米工藝後, 手機已無法支撐其巨額投資. 因此, 高速運算 HPC 應用包含人工智慧, GPU / CPU , 伺服器, 加密貨幣等重要性很快將淩駕於手機之上, 成為 7 納米應用的生力軍.
很早看準高速運算 HPC 商機的台積電, 素有 '人工智慧造芯者' 之美譽, 全球只要喊的出來名號的人工智慧晶片, 大約 9 成都由台積電操刀, 包括 Google , NVIDIA , 賽靈思, 寒武紀, 深鑒, 地平線, 比特大陸, 嘉楠耘智等.
而 Google 針對機器學習, 改善搜索引擎, 影像搜索, 雲視覺 API , 翻譯, 地圖等雲計算服務的效率與準確性而設計的定製化 ASIC : TPU (Tensor Processing Unit) , 曾是 DeepMind 旗下 AlphaGO 打敗韓國圍棋高手李世?h而一戰成名的背後功臣.
為驗證 TensorFlow 框架, Google 仿效蘋果跨入自製晶片一途所推出的 TPU, 在機器學習效率號稱比 GPU 和 CPU 速度快上 15 ~ 30 倍.
Google 的 TPU 從第一代開始, 一直到 2018 年演化到第三代 TPU 都是由台積操刀生產, 而 ASIC 設計是由 Marvell 或博通打造, 這樣的合作一直被視為是生產 Google TPU 的 '鐵三角' 勝利方程式.
Google 的 人工智慧晶片 TPU 第一~ 三代都由台積電操刀, 然 7 納米驚傳分手
但近期有個震驚業界的消息傳出, Google 未來採用 7 納米製程工藝的 TPU 晶片, 將會首度從台積電轉單到三星生產, 屆時三星也將包辦 ASIC 設計, 晶片製造到後段封測, 這恐怕將成為三星在 7 納米戰役上的一大勝利, 搶下台積電在人工智慧晶片客戶群中的 '鎮廟大神' !
為什麼 Google 的 7 納米TPU 晶片要從老班底台積電轉單到三星? 這是個讓人跌破眼鏡的選擇.
業界對於箇中原因是眾說紛紜, '價格論' 再度被提出, 認為這次又是三星不計成本的低價搶單. 業界曾形容, 三星為了搶單是無所不用其極, 甚至提出讓客戶覺得 '不答應還真是腦袋壞掉' 的超低價格. 然而, Google TPU 並非大宗型產品, 價格絕非選擇代工廠的首要考量.
行業內人士分析, 關鍵原因有兩個, 第一是 3D 堆疊技術, 第二是功耗問題. 台積電的製程功耗太大, 會導致後端封裝承受不住, 只好降低效能作來因應, 這導致前幾代 Google 的 TPU 在效能上有一些限制.
再者, TPU 晶片需要大量且精準的 3D 堆疊技術把運算單元疊起來, 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很強, 因為存儲器早已大量使用 3D 堆疊工藝, 三星又是存儲產業的龍頭, 技術自然不在話下.
當然, 台積電也有 CoWoS (Chip on Wafer on Substrate) 技術將多顆晶片整合堆疊在單一元件上, 再封裝於基板, 但傳出三星極力優化該方面的技術, 加上三星在散熱的處理上優於台積電, 使其成為勝過台積電拿下 Google 的 7 納米 TPU 訂單的關鍵.
還有一點, 三星為了確保幫 Google 代工的 TPU 穩定度, 雖然終極目標是以 7 納米生產, 但不排除先導入 10 納米, 確定沒問題後, 再以 7 納米作為量產工藝節點. 所以, 三星為 Google 代工的 TPU 技術, 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' 後恐實力大增 不利於其他 AI 陣營
不過, Google 的人工智慧晶片讓三星代工, 恐埋一個巨大隱憂, 這不是對 Google, 而是對其他陣營的人工智慧晶片業者.
三星在業界一向有 'Copy Cat' 之稱, 客戶讓三星代工產品, 最怕的就是關鍵技術被偷偷學去, 況且三星的產品線從最上遊的各式邏輯晶片, 存儲晶片, 製造生產, 甚至是機台設備都自己掌握, 一直延伸到系統端包括電視, 手機, 面板等, 所有產品是無所不包, 人工智慧是新時代顯學, 三星自然是追求做到頂尖.
若三星幫 Google 的人工智慧晶片做 ASIC 和生產, 無非是給了三星一個向巨人貼身 '臨摹' 的絕佳機會, Google 的人工智慧當中竅門恐被 '聰明絕頂' 的三星學了去.
不過, 業界認為 Google 可是一點都不擔心, 因為對方偷得了硬體, 但 Google 擅長的軟體是三星學不到的.
但真正該擔心的是 Google 以外的人工智慧晶片公司, 三星從巨人身上即使學不到 9 成武功, 只要學個 6 ~ 7 成功力, 就可以大幅優化自家的人工智慧晶片, 這恐怕十分不利於競爭對手.
這也是台積電一直以來所倡導的觀念, 唯有純晶圓代工廠模式 (pure foundry business model) , 不與客戶競爭, 不生產自己的產品, 才能獲得客戶青睞.
據業者透露, 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, 也讓人回憶起當年高通在 FinFET 製程工藝的選擇上, 舍台積電, 選擇三星的往事.
回顧一下台積電和三星上一次的技術大過招, 是發生在 3 ~ 4 年前的傳統平面式技術, 轉進鰭式場效電晶體 FinFET 技術架構之役, 該戰役具有跨時代的意義.
當時, 三星的 14 納米 FinFET 工藝製程領先台積電的 16 納米 FinFET 工藝製程量產, 這是三星在技術上第一次超車台積電, 且首次搶下原本屬於台積電的大客戶高通的訂單, 在晶圓代工領域是一戰成名, 也逼得台積電出面表示其 16 納米 FinFET 技術雖是 '後發' , 但絕對會 '先至' !
雖然之後三星領先問世的 14 納米 FinFET 工藝, 但無論從市佔率, 客戶數角度, 都被台積電狠狠超越, 但這一精彩交鋒已是曆史留名, 更點出台積電與高通這位老夥伴之間, 數十年來從 '相知相惜' 逐漸轉為 '矛盾' 的情節, 才讓三星有機可趁.
當年高通放棄台積電的 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, 台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後, 高通覺得受到 '冷落' , 因此 '移情別戀' .
不過, 台積電在 7 納米工藝上搶下全球量產的頭香, 自然又把高通這位 '老朋友' 給盼回來, 加上有 100% 蘋果處理器晶片的代工訂單, 台積電的 7 納米首役是贏的風光.
然近期業界也傳出, 等到明年三星採用 EUV 光刻技術的 7 納米工藝量產後, 高通恐怕將再度回到三星懷抱, 這點是台積電不得不防的.
三星的 7 納米不搶 '快' 要搶 '威' , 導入 EUV 台積電硬是打臉反擊
三星的 7 納米策略不 '搶快' , 而是 '搶威' , 第一版的 7 納米 LPP 製程要立刻讓 EUV 技術導入, 因此跳過非 EUV 技術的版本, 導致量產 7 納米工藝的時間點落後台積電. 根據規劃, 三星預計是年底到明年初的時間點投入生產.
業界認為, 真正導入 EUV 光刻技術的 7 納米版本, 才是具有曆史意義的技術製程.
因此, 台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 EUV 技術的半導體廠! ' 宣示意味濃厚, 挑明過招的對象, 就是預計幾乎是同時間量產的三星.
DT 君曾當面問過台積電創辦人張忠謀, 三星和英特爾, 誰才是台積電真正的敵人? 當時張忠謀早已斷言, 英特爾的企業文化缺乏 '服務的精神' , 因為英特爾向來只服務自己的產品, 然而 '服務客戶' 是晶圓代工模式的精髓之一, 這似乎在暗示英特爾進入晶圓代工產業註定不會成功, 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成目標的公司, 這非常不容易.
業界提到一個重點, 三星是一家只要鎖定一個領域進入, 凡事絕對要做到第一的企業, 沒有所謂的 '老二哲學' . 這一點, 是讓很多對弈者都毛骨悚然的特質.
台積電在晶圓代工領域的市佔率已經攀上 60%, 龍頭地位無可撼動, 但三星進入該產業的軌跡從幫蘋果做代工, 陸續轉型為生產自己的手機處理器晶片, 甚至幾年前在 FinFET 技術戰役上超車台積電, 搶下高通訂單, 實力絕對不容小覷.
這一次, 三星 7 納米技術要直取台積電在人工智慧領域的 '鎮廟大神' Google 訂單, 更要搶回高通的處理器訂單, 這已經預告, 台積電眼前的贏不是贏, 更激烈的戰役還在後面等著, 第二輪的 7 納米技術之役, 未開戰卻早已硝煙四起!