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臺積電,危險了!

2023/06/26
2030
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來源:雷科技數(shù)碼3C組?|?編輯:TSknight| 排版:LA

時隔數(shù)年,半導(dǎo)體市場似乎又進(jìn)入到一個風(fēng)起云涌的時代,隨著AI大模型到來,半導(dǎo)體巨頭們都開始加大投資,期望在AI時代中可以獲得新的增長。英偉達(dá)作為AI大模型時代獲益最多的廠商,自然是穩(wěn)坐釣魚臺,而AMD也開始奮力直追,陸續(xù)推出多款新的超強(qiáng)算力產(chǎn)品,目標(biāo)都直指AI市場。半導(dǎo)體領(lǐng)域中的兩大巨頭都已經(jīng)開始了明爭暗斗,那么英特爾顯然是不會缺席的。

在過去的三天時間里,英特爾已經(jīng)陸續(xù)對外公布了合計(jì)金額超600億美元的多項(xiàng)投資計(jì)劃,其中,芯片的生產(chǎn)與設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)發(fā)生了巨變,可以說徹底改變了英特爾的芯片生產(chǎn)與設(shè)計(jì)方式。據(jù)悉,英特爾將會在稍后對晶圓制造業(yè)務(wù)進(jìn)行拆分并讓其獨(dú)立運(yùn)營,同時也將會開始對外接受代工需求。此外,英特爾還宣布將會在2024年的下半年開始量產(chǎn)Intel 18A工藝,作為Intel 20A工藝的改進(jìn)版,從晶體密度來看,基本等效于其他晶圓代工廠商的1.8nm工藝。同時,Intel 18A工藝還會支持PowerVia、RibbonFET等技術(shù),按英特爾的說法,Intel 18A的效能會完全超過臺積電和三星的2nm工藝。

從英特爾對外公布的技術(shù)文檔來看,PowerVia被稱為“背面供電技術(shù)”,該技術(shù)將傳統(tǒng)的電源線從前端移到晶圓的背面,將電源線與信號線分開部署,旨在解決芯片微縮結(jié)構(gòu)中日益嚴(yán)重的互連瓶頸問題。在測試中,PowerVia技術(shù)被證明可以有效降低芯片電壓,以更低的電壓獲得更高的處理器頻率,在溫度表現(xiàn)上也優(yōu)于此前的所有工藝。而RibbonFET實(shí)質(zhì)上是一個全新的晶體管架構(gòu),正式中文名稱為全環(huán)繞柵極晶體管,主要的優(yōu)點(diǎn)是在更小的空間中部署更多的晶體管,以達(dá)成大幅度提高晶體管數(shù)量的需求。晶體管數(shù)量某種程度上可以直接代表處理器的性能,借助這個新的架構(gòu),英特爾才得以在Intel 18A上完成對臺積電和三星的反超。

考慮到臺積電和三星的2nm工藝最快也要等到2025年才能實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),在此之前,英特爾的處理器在工藝技術(shù)水平上可能都會處于領(lǐng)先地位,當(dāng)然,前提是一切順利的情況下。

英特爾進(jìn)軍晶圓代工 臺積電“?!保?/strong>

在三大半導(dǎo)體芯片巨頭中,英特爾是目前唯一還在堅(jiān)持所有芯片均由自主晶圓工廠生產(chǎn)的廠商,AMD和英偉達(dá)早已完全轉(zhuǎn)為芯片設(shè)計(jì)企業(yè),具體的生產(chǎn)均交由臺積電、三星等晶圓代工廠完成。目前,英偉達(dá)和AMD均采用臺積電的5nm工藝制造主流芯片,從此前公布的信息來看,英偉達(dá)和AMD似乎都打算在下一代的主流處理器上采用臺積電的3nm工藝。不過,考慮到制造成本等問題,屆時可能會出現(xiàn)5nm與3nm制程共用的情況,在中高端型號上使用3nm工藝,而在低端型號上采用改進(jìn)版的5nm制程,通常也被稱為4nm制程。對于多數(shù)芯片設(shè)計(jì)廠商而言,臺積電是目前他們可以找到的最好的晶圓代工廠,即使是擁有同等制程工藝的三星,實(shí)際出產(chǎn)的晶圓在能效比等方面都要落后于臺積電。高通的驍龍8Gen 1處理器,第一代采用的是三星工藝,第二代采用的則是臺積電工藝,在芯片本身的架構(gòu)設(shè)計(jì)沒有改變的情況下,僅僅是更改代工廠就得到了近20%的效能提升。

所以,高性能處理器的代工廠都首選臺積電,比如iPhone的A系列處理器均由臺積電代工,并且基本都能用上臺積電的最新制程工藝。相較于財(cái)大氣粗且產(chǎn)品利潤極高的蘋果,其他廠商則一般會選擇次一代的制程工藝,一般來說只有高通會在最新型號的旗艦處理器上跟進(jìn)臺積電的最新制程。即使是臺積電的次一代制程工藝,在半導(dǎo)體領(lǐng)域也依然是先進(jìn)制程,足夠滿足大多數(shù)的芯片設(shè)計(jì)需求。不過,正是因?yàn)榕_積電目前在先進(jìn)制程上幾乎沒有對手,所以臺積電的代工價格近年來漲幅明顯,已經(jīng)讓不少芯片企業(yè)有了別的心思。高通、英偉達(dá)等企業(yè)一直都在與三星頻繁接觸,希望能夠進(jìn)一步優(yōu)化制程工藝技術(shù),AMD也與三星關(guān)系密切,甚至通過技術(shù)合作的方式將RDNA 2架構(gòu)帶到了手機(jī)端,推出高性能的低功耗移動端核顯。可以說,芯片企業(yè)早就苦臺積電久矣,只是還在等待一個“救世主”的出現(xiàn),此前,最有希望擔(dān)任這個角色的就是三星,現(xiàn)在,或許還有英特爾。

從英特爾目前的10nm制程來看,其性能與臺積電的5nm不相上下,如果后續(xù)的Intel 20A和Intel 18A可以如描述那般媲美2nm和1.8nm制程,那么對于其他芯片廠商來說,只要價格合適就會是一個巨大的誘惑。據(jù)悉,在英特爾發(fā)布這個信息后,很快就有芯片企業(yè)做出了回應(yīng),而且還是近期風(fēng)頭正盛的英偉達(dá)。早前,英偉達(dá)的CEO黃仁勛在面對外界問詢時回復(fù),自己確實(shí)在月初收到了英特爾提供的Intel 18A工藝的測試樣品,他已經(jīng)向英特爾方面表示了自己的興趣與關(guān)注。

如果英偉達(dá)選擇讓英特爾進(jìn)行芯片代工,無疑是對英特爾制程工藝的一個肯定,同時也會讓其他芯片產(chǎn)生在尋找代工廠時將英特爾納入考慮范圍。同時,英特爾在代工市場上位,也會直接威脅到臺積電,不管是讓臺積電暫緩提價方案,還是降價打價格戰(zhàn),對于芯片廠商來說都是樂見其成的。在我看來,如今的半導(dǎo)體代工市場,確實(shí)缺乏一個新力量來遏制臺積電,而英特爾或許就會是其中的關(guān)鍵。

英特爾將重獲市場主導(dǎo)?

不得不承認(rèn),代工生產(chǎn)與設(shè)計(jì)分開的模式,確實(shí)更有利于半導(dǎo)體企業(yè)進(jìn)行快速的迭代更新,讓團(tuán)隊(duì)可以將精力完全放在芯片設(shè)計(jì)上,無須去考慮自己的代工廠是否有足夠的能力進(jìn)行量產(chǎn)。此前,英特爾的新架構(gòu)處理器一直難產(chǎn),以至于被AMD搶占大量市場,最主要的原因就是英特爾的晶圓生產(chǎn)能力無法滿足新架構(gòu)處理器的生產(chǎn),即使解決了生產(chǎn)問題,英特爾也依然用了兩年來對技術(shù)進(jìn)行完善,最終才在13代酷睿處理器上完成了對AMD的反超。

即使如此,英特爾與AMD在市場份額上依然處于拉鋸狀態(tài),目前是英特爾暫時領(lǐng)先,正在逐步拉高自己的市場份額。但是,服務(wù)器領(lǐng)域,AMD已經(jīng)對英特爾的地位構(gòu)成了直接威脅,能否繼續(xù)遏制AMD的進(jìn)攻,新的制程工藝與架構(gòu)將成為關(guān)鍵。

所以,英特爾一直寄希望于即將在2024年量產(chǎn)的Intel 20A與Intel 18A兩項(xiàng)工藝技術(shù),如果一切順利,英特爾將會擁有接近一年的時間差,可以在處理器市場上對AMD形成降維打擊,屆時AMD只有兩個選擇:

1、承受臺積電的高昂代工價格,大范圍3nm工藝;

2、調(diào)整產(chǎn)品價格,以此形成競爭力。但是在我看來,兩個選擇都只能算是權(quán)宜之計(jì),依然無法直接對抗英特爾的架構(gòu)與工藝優(yōu)勢。

首先,英特爾的最新制程工藝對標(biāo)臺積電的2nm工藝,僅靠3nm工藝顯然是無法直接對抗的,最好的情況就是能效比持平。其次,產(chǎn)品降價確實(shí)可以提升競爭力,但是僅限于中低端市場,在高端服務(wù)器市場,對應(yīng)的客戶往往更在意整體的性能而非價格,對于這些科技巨頭而言,經(jīng)濟(jì)成本的優(yōu)先級是要低于時間成本的。

這么說來,AMD難道就沒有一點(diǎn)贏面嗎?顯然不是,處理器的性能除了制程工藝外,還會受到處理器架構(gòu)的影響,如果AMD可以在架構(gòu)設(shè)計(jì)上領(lǐng)先英特爾,那么在臺積電3nm制程工藝的輔助下,是可以與英特爾繼續(xù)分庭對抗的。不過,這樣就要湊足兩個先決條件,一是臺積電的3nm可以穩(wěn)定供應(yīng),二是AMD的新架構(gòu)足夠給力。當(dāng)然,如果英特爾的代工廠真的來者不拒,那么找英特爾代工或許也是選項(xiàng)之一,不過對于AMD來說,這個選擇顯然是不可能的。至于英特爾是否愿意接受,那就是個未知數(shù)了。至少從目前的情況來看,英特爾憑借領(lǐng)先的制程工藝與架構(gòu)設(shè)計(jì),是有望在2024年重新獲得市場的主導(dǎo)地位, 前提是英特爾的制程工藝量產(chǎn)一切平穩(wěn)。

 

 

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