2012年7月19日 星期四

由半導體技術、世界級公司策略看IT產業未來變化 ( IT industrial future relative to semiconductor technology war )

   近幾則半導體技術投資之新聞(如下),不難聞出半導體技術未來又將有一大躍進。由 AMR-codex A15 in 3G Hz 將威脅 Intel 在 PC、NB 市場占有率,因此,Apple Inc., 自家 A4/A5 、Samsung CPU、3G/4G mobile modem 及收購 CSR、無線 IC 公司可看出半導體產業不尋常味道台灣政府應該大幅 license ARM Codex-A15, Codex-M4 最更深之技術, 鼓勵廠商用政府 License IP 加速產業升級,以免  Intel 大輸後台灣產業完全給韓國吃掉。

英特爾花41億美元投資設備廠ASML 催生新一代製造技術
If Intel lost Smart phone and tablet chip market, TSMC will gain benefit

美國半導體巨擘英特爾 (Intel)(INTC-US) 周一 (9 日) 宣布,將投資 41 億美元於荷蘭半導體製造微影設備大廠 ASML (艾司摩爾)(ASML-NL),展現投入下一代晶片製造技術的企圖心。

根據兩公司聲明,英特爾最多將支出 31 億美元,買進15% 的 ASML 股份;另將投資 10 億美元於 ASML 研發工作。另一方面,ASML 也將向其他客戶尋求財務支援,以支應耗資龐大的新一代技術研發。英特爾表示,這項投資計畫,將有助整體晶片製造產業盡快享受到更先進的製造技術;而對英特爾而言,則將藉此領先同業搶得製造優勢,生產出功率更佳的晶片產品,進而加速打入智慧手機及平板電腦市場。

ASML 是全球最大半導體微影設備供應商,這類設備專門處理晶圓製造當中的蝕刻工作。現有技術機器每台估計造價 6000 萬美元,但 ASML 及對手現在正努力投入新一代的極紫外光 (EUV) 技術,每台機器預估造價高達 1 億多美元。同一時間,英特爾等晶片製造商也紛紛投入更大尺寸的晶圓生產,由 12吋進入 18 吋領域,以拉低晶片製造成本。這使得 ASML 等製造設備供應商必須大增支出,來生產出相符的製造設備。

英特爾稱今日投資 ASML 行動,將令 EUV 技術及 18 吋晶圓製造設備推出時間加快 2 年之多。而《路透社》引述分析師指出,這樣的計畫雖然需要密集的資本投資,但在未來可節省數十億美元支出。英特爾將先支出 21 億美元,買進 10% 的 ASML 股份;等到後者股東同意發行更多股票,再加碼入股 5%。

台積電28nm制程助Cortex-A9雙核處理器沖上3GHz

台積電今日官方宣佈該公司新ARM Cortex-A9雙核心處理器測試晶片的頻率已經超過3GHz。據稱這款產品基於28nm HPM(High Performance Mobile,高性能移動計算)制程工藝,最高頻率可達3.1GHz,而目前人們印象中的雙核移動處理器頻率範圍通常在1.0-2.0GHz之間。

當然A9依然是A9,這也僅僅是最大代工廠台積電的一個探索。畢竟更新架構的 Cortex-A15 產品已經蓄勢待發,雖然台積電表示3GHz頻率的雙核心 Cortex-A9 處理器性能對比現今的 40nm 制程A9產品可達兩倍之多,但架構仍然是舊的。

資訊網站 Fudzilla 分析,這僅僅是台積電的一種技術展示行為,由於各大廠商在今年下半年至明年上半年都計劃推廣採用 Cortex-A15 架構處理器的產品。用戶很難看到頻率超過2GHz的A9處理器出現在智慧手機/平板電腦當中。

ARM核心處理器搶進NB市場 x86首遇強敵?

ARM goes into high end computing market segment
市場研究機構 IHS iSuppli 日前發表的最新報告預測,到 2015年,全球將有四分之一的筆記型電腦(NB)是採用 ARM核心處理器,讓英特爾(Intel)的 x86 架構在PC處理器市場首度遭遇真正的競爭對手。

ARM核心處理器預期將隨著微軟(Microsoft)決定在下一代 Windows 作業系統支援ARM平台設備而取得強勁成長動力;微軟是在今年1月終於宣佈以上決定,在理論上消除了讓更多ARM晶片進駐 PC 的障礙。IHS iSuppli認為,ARM平台系統將在2015年佔據整體筆記型電腦出貨量的22.9%比例、達到7,400萬台,該比例在2012年為3%、760萬台。

「自1981年IBM首度推出採用英特爾8088處理器的第一代PC,x86架構就主宰PC市場;」IHS iSuppli運算平台首席分析師Matthew Wilkins表示:「接下來,數十億台採用英特爾與眾家競爭對手(主要是AMD)所供應之x86處理器的PC陸續誕生。然而隨著Windows 8將開始支援已經在手機、平板裝置領域廣受歡迎的ARM處理器,x86稱王的時代已經走向終點。」

22nm之後--下一代電晶體競賽開跑

Intel 3D tri-gate technology will face with TSMC 3D fin technology
在22nm,或許是16nm節點,我們將需要全新的電晶體。而在這其中,爭論的焦點在於究竟該採用哪一種技術。這場比賽將關乎到電晶體的重新定義。在22/20nm邏輯製程的開發中,業界都爭先恐後地推出各種新的電晶體技術。英特爾(Intel)三閘極(tri-gate)元件已取得重大進展。許多研究人員也正努力推動 FinFET元件的研究工作。而包括ARM在內的多個主要的歐洲組織,以及美國的Globalfoundries則專注於研發完全耗盡型SOI (fully-depleted SOI, FDSOI)技術。不過,最近新創業者SuVolta和富士通也提出了另外一種嶄新的選擇。
電晶體設計會對所有下游的設計工作帶來深遠影響──從製程設計到實體設計都包括在內,其涵蓋領域甚至包含了邏輯設計師在功率和時序收斂方面的權衡。

問題在哪裡?

為何製程工程師們痛下決心革新電晶體設計?最簡單的回答是短通道效應。不斷追逐摩爾定律(Moore’s Law)的結果是MOSFET通道長度不斷縮減。這種收縮提高了電晶體密度,以及其他的固定因素和開關速度等。但問題是,縮短這些通道卻也帶來了諸多嚴重問題。針對這些問題,我們可以簡單地歸納為:當漏極愈接近源極,閘極便愈來愈難以夾止(pinch off)通道電流(圖1)。這將導致次閾值漏電流。

自90nm節點以來,這場對抗漏電流的戰役已經持續許久。向全high-k/金屬閘極(HKMG)的轉移,讓閘極能在不讓漏電流失控的情況下更好地控制通道電流。但到了22nm節點,許多人認為,平面MOSFET將輸掉這場戰役。目前還沒有辦法在足夠的性能條件下提供良好的漏電流控制。“HKMG解決了閘極漏電流,”一位專家表示。“現在,我們必須解決通道漏電流了。”

平面電晶體:又一次?

並非所有人都同意平面MOSFET將走入歷史。其中最主要的代表是台積電(TSMC),該公司2月起在20nm製程中採用平面電晶體。但此舉召來了許多強列反對,包括來自 Globalfoundries 的警告。設計人員對短通道平面MOSFET的所有缺點都已經很熟悉了。看來,重新調整單元庫和硬IP模組還比較乾脆。漏電流和閾值的變異或許會比在28nm時更糟,但設計師們現在有了更多可用工具,包括改進過的電源管理、變異容錯電路,以及統計時序分析等,都可協助他們應對這些問題。而當把所有問題端上檯面時,代工廠必須知道,他們的主要客戶──FPGA供應商、網路IC巨擘,甚至包括ARM在內,會提出什麼樣的問題。

不過,仍有許多人持懷疑態度。“台積電表示會在20nm節點使用替換性金屬閘極(replacement-metal-gate)平面製程,”Novellus公司副總裁Girish Dixit觀察道,“但這個決定可能已經改變。HKMG可以控制漏電流,但平面電晶體仍然具有I-on/I-off特徵缺陷。”若台積電的早期採用者發現自己因為平面電晶體而處於競爭劣勢,他們可能會逼迫這家代工巨擘改採FinFET半節點。而這種對峙態勢也可能出現在行動市場,在這個領域,ARM的無晶圓矽晶夥伴們將面臨來自英特爾採用最新22nm三閘極Atom處理器的競爭。

Fin的崛起

有關下一代電晶體的爭論已經持續了10年之久,但英特爾在五月宣佈的22nm三閘極製程象徵著新電晶體技術的一大進展。不過,英特爾的大動作或許是為了回應ARM在行動領域的快速擴張態勢,而非完全著重在原先對新電晶體技術的電路設計、大幅降低訊號雜訊的討論範疇之中。

英特爾三閘極元件是純粹而簡單的FinFET。業界專家們並不認為英特爾試圖營造出顯著的差異化。業界已經為新電晶體技術努力了10年之久,整個產業都致力解決短通道效應,除了英特爾,IMEC也在開發相同的技術。“這個產業中許多人都在開發FinFET技術,”一位製程專家表示。“不同的是,他們選擇了先行發佈。”

事實上,包含FinFET在內的所有下一代電晶體技術,都有一個共同的概念:全耗盡型通道。這個概念能在通道中賦予閘極更多在電場上的控制能力,讓閘極能完全耗盡通道載子。這當然也消除了通道中的主要傳導機制,並有效地讓電晶體關閉。

全球第一 台積20奈米下月試產 將以最高速布建產能 領先英特爾三星
TSMC still need to speed up its technology

晶圓代工龍頭台積電的20奈米製程預計下月試產,成為全球首家導入20奈米的半導體廠。若試產成功,將超越英特爾先前以22奈米製程生產自家處理器晶片,大幅拉開與南韓三星電子的差距,在全球晶圓代工業取得絕對優勢。

上周台股市值再度跌破20兆元,來到19.45兆元,周減幅3.56%,其中台積電在除息後呈現貼息,單周市值減少1,322億元,走勢疲軟。台積電19日舉行法說會,董事長張忠謀將釋出下半年營運展望,不但是台股焦點,更牽動電子股多空走勢。
南韓半導體大幅擴充威脅台灣

正當外資因英特爾決定入股荷蘭設備商艾司摩爾(ASML ),擔心英特爾在先進製程取得制勝先機,大舉出脫台積電持股,台積電內部仍淡定的將晶圓代工製程技術,向20奈米製程推進。

設備商透露,台積電鑑於英特爾、三星加快跨足晶圓代工腳步,原計劃今年6月提前試產20奈米製程,但因20奈米製程是28奈米延伸,在28奈米良率未達預期進展,客戶又陷入瘋狂排隊搶產能,決定先提升28奈米製程良率,滿足客戶需求,將20奈米製程進度延後。

IC Insights:Q2晶圓代工業績亮眼 日本IDM營收下滑


根據市場研究公司IC Insights的最新報告,全球幾家主要的晶圓代工廠在今年第二季的營運表現亮眼,超越前20大半導體供應商;而日本IDM在第二季營收表現則是慘不忍睹。

IC Insights公司並調降今年的晶片市場成長率預期。今年第二季全球前20大半導體晶圓廠中的幾家代工廠營收較第一季增加了20%以上,而包括東芝、瑞薩(Renesas)、Sony和富士通等四大日本IDM的營收卻降低了16%。


分析
  • Apple Inc., 用自已的 A4/A5 給 iPhone 及 iPad Microsoft 支持 Window 8 RT ARM 的平板產品、Samsung 推自已的 ARM 給自已的平板產品就可聞到 CPU 大戰的味道又出現,Intel 面臨極大壓力,極可能大幅失去 Tablet 及低價 NB之市場;
  • 3GHz Cortex-A15 ARM 已經可以滿足 Smart Phone、 Tablet 、  NB 之需求又比X86低功耗,X86 市場會消退很快嗎?如果 Intel  大幅失去 Tablet 及低價 NB之市場,Samsung 將是全球第一大半導體公司?  Intel  失去之 200億美元之半導體營收會落在誰手上?
  • 無線寬頻移動之進化受制於半導體技術成長,因此,TSMC 製程技術成長很重要,政府必須降低軍公教支出,提供台灣半導體技術新成長之創業基金,否則,一旦台灣半導體金雞母輸給 Samsung 及  Globalfoundries 整體經濟與稅收將大幅下降,軍公教財政馬上面臨倒閉;
  • 全世界20大半導體公司狀況看,Intel 如果短期間大輸給 ARM 、  Apple 、  Samsung 反而對台灣更不利, 整體經濟與稅收衰退將更嚴重,政府用大量稅金養軍公教,造成 83% 政府支出耗在軍公教經常性開支上,大幅讓台灣競爭力下降,危機就在台灣政府將全民稅金耗盡,產業卻未升級,兩黨執政縣市負債累累金融大衰退,最後台灣可能只剩鳳梨酥、高雄愛河、台北花博紀念館;
  • 台灣政府應該大幅 license ARM Cortex-A15, Cortex-M4 最更深之技術, 鼓勵廠商用政府 License IP 加速產業升級,以免  Intel 大輸後台灣產業完全給韓國吃掉。台灣電子業占 GDP 出超大部份 也占上市總營收之68.9% ,其實台灣政府如不能刺激產業升級而輸給韓國, 則稅收不足軍公教財政馬上倒閉; 
  • 全球半導體技術正大轉變、世界級公司策略大變化,台廠必須大力督促政府績效,同時加強研發,大幅砍掉好吃懶做公教人員,國家才有更多資金產業升級。很高興看見 TSMC 加速半導體技術,我甚致認為應該用兩班制研發團隊加速 TSMC 半導體技術。
  • 一旦,TSMC  半導體技術大幅領先  Samsung 及  Globalfoundries ,必定營收大成長,連帶加速聯發科 IC 產品競爭力,必然逼 Samsung 以自已 IC 及整合之 Smart phone 來消化 Samsung 擴增之產能, 這時 Samsung 必須以 Touch screen LCD、Nand flash 及 自已 IC 去降低自已 Tablet 及 Smart Phone 競爭力, 台灣政府及企業團應該做什麼可以卡住 Samsung 獲利呢?
  • 台灣政府及企業團應該思考當 Intel 勢微時, 企業怎麼抓住新機會?不要機會都被韓國某公司抓住,這轉變就變成台灣整個 Tablet、NB產業突然間消失了。以前都是政府主導最前端科技做企業不做的前端研發起頭,現在政府只知道抽稅做在辦公室燒人民繳的稅金, 台灣政府太腐敗了。
  • 台積電鑑於英特爾、三星加快跨足晶圓代工腳步,原計劃今年6月提前試產20奈米製程,今年大力投資 2400億台幣,預估2012 ~ 2013都是台積電大力投資設備期間 , 台積明年資本支出 外傳達3,000億,相關公司如 6196、8091、3010 、3658 等等,可以開始追蹤。
    • 台積電、三星都加快晶圓代工腳步, 相關公司如3658 營收開始大成長。
    • 這次景氣衰退,所以相關公司如 6196、8091、3010 、3658 等等,只有3658 成長 1984%
  • 台積電大力投資與研發將使技術領先 Samsung 及  Globalfoundries , 對未來營收成長率會增加許多,這是非常值得追蹤的;
  • 政府該改變思維,政府 License IP 加速產業升級,這樣可以讓政府收益大增,提高政府競爭力。  
    • 政府要有績效,就要真正能幫助廠商加速產業升級,創造就業機會;            
    • 政府投資 License IP 還可以讓外國 fab less IC 公司來台設分公司共同使用,大幅加速台灣世界營運之角色,讓在台灣有繳稅之外資公司也受益;
    • 政府投資 License IP 加速產業升級之效益比較 


台積電ADR日K( 自動更新)
台積電 ADR 日K線
台積電 ADR 日K線 ( 2 years chart )

台積電日K線 ( 1 years chart )
長線看 TSMC 將有長線成長架構



8 則留言:

Kun-Yi 提到...

個人淺見, 已台灣做生意的模式與方式就算政府Licensed 高階的 ARM IP 也無法做出啥改變才是 台廠大多數沒有把RD/Business做的好, 少數成功的公司也不需要政府花錢 去取得IP使用 本身就有能力取得了

TrueOfLife 提到...

韓國許多重要 IP 都是以國家方式 licensed, ARM cortex A15, cortex M4 因為是新 IP, 以國家方式較划算,目前產業升級最快方式就是這種方式,單單 licensed 給 design service 公司就可以創造 10 家新創公司,50 ~ 100億投資金額。

否則,政府現在公務員燒錢方式對國家最沒有幫助。

TrueOfLife 提到...

當你看見 ARM cortex A15, Cortex M4 效率高於 ARM Cortex A8 非常多,你就知道台灣 IC 廠只想用低階 Cortex 及製程去搶市場根本不正確策略。

當 Samsung 已經把相關 ARM cortex A15 都 Licensed 然後拿來發展 Window 8 RT version 平板及NB,會造成台灣整個產業都消失。

Kun-Yi 提到...

用A15 做 WIN RT 的不會只有Samsung 當台灣政府去 licensed IP 給這些台廠 我相信也不會有啥改變, 至少目前看來是腦袋思考的問題, 為啥台廠只會去用低階的Cortex & 低階製程就已經說明了很多事情, 台廠的思維都是如何用最少的成本去贏得生意, 沒有想過怎樣才是世界需要的產品, 政府去取得IP 的結果並不會改變這些公司的思維, 不能改變思維 最後也可能是DRAM/LCD 的下場而已

TrueOfLife 提到...

我本身因職務關係,認識許多台廠高層C字輩,很了解為什麼台廠高層不會馬上 license ARM cortex A15, Cortex M4 之主因,license fee 太高是主因,做出來之產品 Die size 其實很小。

政府 license IP 好處是,台廠 license fee及權利金會大幅下降許多,比投資友昌案更划算,政府 license IP 不做產品,單單

Cortex A15 在 IPC, WIndow RT, high end Smart phone, Android tablet 未來權利金回收超過 5 ~ 10 倍,產業全面升級

比政府這幾年投資生技、高鐵 更有經濟效益,ARM 的 license在國內已經出會量超過 10億晶片,不會像 DRAM 跟 LCD, DRAM 問題其實是政府DRAM整合之問題,LCD 產業是技術升級問題,而 ARM 整合技術國內不比韓國差,應該會贏韓國

Kun-Yi 提到...

我能理解你的論點, 但是我無法相信台灣這些業界高層, 光是因為License fee 的問題, 就選擇不去面對 要等政府出手, 這種思考本身就非常可議, 這些高層如果確定要上A15 or M4 才有市場, 應該會想盡辦法去克服, 但是我猜想他們的真實想法實際上 "是 A15 and M4 那麼貴, 我們公司花了大錢, 市場又打不下來該如何回收?"

當然如果政府願意出手有人幫忙拿錢出來承擔風險是最好的

DRAM & LCD 實際都是技術/行銷問題, DRAM 整合只是最後的果, 不是因,當初台廠開始進入DRAM產業時, 大家都小, 台廠選擇了一個短期快速回收資金的路, LCD 實際上也差不多

ARM 的整合技術? 說實在的 從我的觀點看來 或許 IP license 之後 IC Tapeout 的速度/品質是可以跟韓廠類似, 但是 ARM ecosystem 現在的玩法並不單單是那個Chip/Die 而實際上是整個HW/SW 整合的Total solutions

台廠在這一塊實際上很弱, 多少SW IP也是外購來的, 這些高層的說法是找不到人才, 實際上是全世界都廣泛缺乏,但是為啥台廠沒有能力競爭, 取得優秀的人才? 發展出完整的產業鍊?

TrueOfLife 提到...

政府與其投資公共建設養蚊子館,五都升直轄市炒地價增稅,還不如 licensed 許多 IP 提供產業升級,抽 royalty 賺權利金遠比政府增稅可抽到的更多,這就是能提升政府效率。

政府投資公共建設,往往會增加公務員,而每位公務員退休後致少要準備 2500萬養他一生,政府只能由公務員抽到綜所稅,遠比政府投資IP抽 royalty 更無效益,政府投資IP可以創造民間投資率,造就業率,政府能抽到增加之勞工綜所稅、營所稅、營業稅、IP權利金效益非常高。

台灣在 ARM licensed 做出產品已經創造超過 5000億營業額, Cortex A15, M4 是因前期能支付之台灣公司少,僅有聯發科可以獨立 License,一旦,政府投資IP必然造成台灣公司產業大升級,這一成功一年可創造約3000億 IC 營業額,不含 end product 營業額。

我鼓勵政府要大力投資IP,讓產業大幅升級,讓許多中小企業產品大幅升級差異化,創造新台灣,政府敢 license 許多中小企業就敢衝。

TrueOfLife 提到...

政府要大力投資IP,IPC, Tablet, Smart phone, 週邊產業大幅升級,high performance and cost down 及 差異化大幅超越其他亞洲國家。

不景氣正是台灣大幅產業升級時期。