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:

Non-human 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

Knowledge Teaching And Reading 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。

Knowledge Teaching And Reading 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。

Non-human 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

Knowledge Teaching And Reading 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

Non-human 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?

Knowledge Teaching And Reading 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。

Knowledge Teaching And Reading 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。