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半导体巨头之间也有这些“传奇”故事,现在是报团取暖的时候了!
2022-11-14 来源:网络整理
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关键词: 半导体 台积电 芯片

都在说这个时代,是半导体的“黄金时代”,应运而生的还有一些半导体行业的“黄金拍档”,合作与竞争并存,可能是“相濡以沫”,也可能是试图“老死不相往来”。巨头们的故事总是传奇的,引人深思的。


手拉手,互相成就

自从在全球范围内掀起一股“5G网络热潮”以后,高通、诺基亚、爱立信等巨头也纷纷宣布了收取5G专利费用的新规,华为一直以来在5G研发领域都维持很高的投入,专利数量全球领先,尤其是 5G 相关的专利全球第一。但是直到去年,华为才正式宣布了 5G 手机专利费率标准。这主要是因为华为的大格局,有必要将自己的专利技术以较低的费用分享给更多的企业,让中国的企业享受到华为 5G 带来的好处,这有助于国内手机厂商在5G时代有较好的起步基础。华为创始人任正非说过:“即使要专利费,也不会像高通一样要那么多。” 小米、OPPO、vivo等本土手机厂商都享受到了这一福利,这种互相扶持的“竞争对手”更为人所称赞。

在半导体行业内,第一对“CP”肯定是苹果和代工龙头台积电了。




世界巅峰“苹台”

台积电2021年的收入为568亿美元,而苹果就贡献了148亿元,占比近26%。而关键的是,苹果几乎占尽了台积电最先进制程的产能。目前,iPhone、iPad的A系列及M1/M2系列芯片,都由台积电代工,而且都是采用最先进的5nm、4nm工艺制程。而台积电最先进的技术也基本都是苹果在用,台积电世界最顶尖的技术加上世界上影响力最大的苹果手机,这对黄金搭档取得的成绩十分可观。

相辅相成的第一影响是苹果刺激台积电不断地更新自己的技术。在2000年代中期,飞思卡尔和英飞凌分别推出了业界首个扇出封装类型RCP和eWLB。发展到2007 年,英飞凌将eWLB技术授权给ASE,后来,英飞凌将eWLB授权给现在由Amkor拥有的Nanium。但是直到2016年,在苹果和台积电双方的合作下,扇出封装技术才开始变的火热。当年的苹果iPhone 7系列手机的A10应用处理器开始采用Fan-Out技术,这为Fan-out创造出庞大的需求量,再加上台积电的技术突破下,Fan-out可支援的I/O数量大增。两者的强强联手将扇出型封装带向了新高度。除此之外还有苹果电脑处理器M1 Ultra所用的先进封装技术UltraFusion、基带芯片等,这些技术的突破也将有助于台积电提升其基于新技术的产能,并进一步优化工艺,最终将这些新工艺为其他客户提供服务。

反过来对于苹果来说,台积电是世界一骑绝尘的代工厂,在世界唯二掌握最先进制程的巨头里,台积电没有三星的“良率差评”,无疑是苹果的最佳选择。


新思科技与台积电:为你“定制”

基于与台积电长期合作,推动先进制程节点的持续创新,新思科技近日宣布针对台积电N3E 制程技术的多项关键成果。新思科技的数位与客制化设计流程已获得台积电N3E 制程的认证。此外,该流程与新思科技广泛的基础与介面IP 组合,已在台积电N3E 制程中实现了多次成功的投片(tape-out),将可协助客户加速矽晶成功(silicon success)。双方在先进制程技术上的合作也扩及到类比设计迁移(analog design migration)、AI 驱动的设计以及云端的物理验证扩展(physical verification scaling)。

台积电设计基础架构管理部门负责人Dan Kochpatcharin表示,台积电与新思科技在推进半导体创新的长期合作,能应对新兴的应用日益复杂的挑战。新思科技在台积电N3E 制程技术上所实现的EDA 和IP 最新成果,为双方共同客户带来强大的解决方案,协助他们满足创新设计的严格功耗、效能和面积目标。

新思科技表示,这些近期的成果代表着新思科技与台积电持续成功合作的另一项重要里程碑。新思科技投入了大量心力,针对台积电最先进制程提供经认证的EDA 解决方案和通过矽晶验证的IP 组合,为设计人员带来可满足其关键设计要求的方法。

台积电设计建构管理处副总经理Suk Lee 表示,台积电与新思科技近期的合作着重于新一代无线系统的挑战,让设计人员能够为越来越互联的世界提供更好的连接、更高的频宽、更低的延迟(latency) 以及更广的覆盖范围(coverage)。有了来自新思科技、安矽斯科技与是德科技紧密整合的高品质解决方案,台积电全新的针对N6RF 制程的设计参考流程提供了一个现代且开放的方法,能提升复杂IC 开发的生产效率。

除了新思科技多次为台积电的专属定制,台积电也邀请新思科技加入自己成立的全新3DFabric 联盟。这使得双方加速多硅片系统设计,支援具有成本效益的整合、优化的性能及能源效率。我们提供统一的EDA、系统设计解决方案、以及业界最广泛的IP 产品组合。结合台积的3DFabric 技术,协助共同客户全面有效处理多芯片设计及异质整合,以支援复杂、运算密集应用的先进封装需求。”


相爱也相杀:没有永远的朋友

和和睦睦走天下的愿望未免过于单纯,现实的巨大利益面前,半导体巨头们无休止的纠纷也印证了那句:没有永远的敌人,也没有永远的朋友。


离不开的高通

今年9月份,苹果发布iPhone 14系列,基带使用了高通的芯片,型号为骁龙X65基带。高通公司在11月2日在财报中表示,原本预计2023年只为苹果新iPhone提供约20%的5G调制解调器芯片,但现在预计这种情况不会在2023年发生。郭明錤在今年6月就表示,苹果在5G调制解调器芯片上的工作已经宣告“失败”,高通仍将是苹果2023年iphone产品线的调制解调器供应商。看似合作的其乐融融,背后却是苹果的“无可选择”。



苹果高通案于2017年11月15日立案,高通公司于2018年7月10日向福州中院申请责令诸被告先行停止侵犯专利权行为,请求对苹果四家子公司的侵权产品iPhone 6S至iPhone X的7款手机产品停止销售。2019年03月,高通在美首战告捷。法官建议禁止部分iPhone型号进口美国。2019年4月16日,苹果与高通达成和解协议,双方撤销在全球范围内的法律诉讼。双方称将继续合作,同时公布了为期6年的新授权协议,且可以选择延长两年,此外还有一项为期数年的芯片组供应协议。

这场战争因利益而起,也因利益而平。苹果仍在不停的研发自己的基带,目前是无法摆脱对高通的依赖。


“一母所生”也反目成仇

AMD和英特尔演绎半世纪的“相爱相杀”:“相爱”是指的这两家企业其实是“一母所生”的“兄弟”关系。AMD与英特尔的前身是仙童半导体公司,英特尔的创始人和AMD的创始人都曾是仙童半导体公司的员工,另外“相爱”还指的是两家公司的产品涉及到的专利,你中有我,我中有你,根本割裂不开。

相杀则是英特尔和AMD的专利纠纷从上世纪60年代就已经开始。早期AMD被英特尔降维打击,AMD的创始人杰里·桑德斯(Jerry Sanders)做到了仙童半导体营销总监的职位,不过行事招摇的他并没有得到上司的赏识,后来甚至被辞退。英特尔虽成立时间仅比AMD早一年,但其两位创始人戈登摩尔和诺伊斯在业界名声赫赫,吸引了丰厚的投资和优秀的人才,因此英特尔的定位是以技术发展为导向,一直保持着先进的技术能力。

AMD从成立之初便和英特尔形成了竞争关系,随后80年代 AMD以80286为蓝本制造的Am286处理器问世,且性价比优于80286,给英特尔带来了危机感。1986年,英特尔决定单方面撕毁授权协议,并拒绝透露产品细节,双方长达八年的“拉锯战”就此展开。目前两家公司的竞争还将继续。




半导体厂商抱团,蔚然成风

与晶圆代工厂的绑定

今年的全球缺芯,致使所有厂商都开始重新审视传统供应链存在的问题。同时越来越多的Fabless和IDM企业开始与台积电等晶圆厂捆绑,或签订代工协议,或合资建厂,以在未来的几年获得充足的产能分配,避免再发生今年的这种被动局面。

在代工领域的新捆绑,尤以联电为盛。5月中下旬,8家客户拿下联电未来6年的产能,联电将与8 家客户共同携手,藉由全新双赢合作模式,扩充南科12 吋厂Fab 12A P6厂区产能。这8家客户包括IC 设计大厂联发科、联咏、瑞昱、奇景、奕力、群联等,国外客户则是三星与高通两家。不过据外媒援引产业链人士透露的消息,恩智浦半导体也已同联电达成6年芯片代工协议,但目前消息是否属实还有待考证。

据供应链消息指出,南科P6 厂投资计划预计产能将增加每个月2.7 万片。就目前8 家客户计算,每家约分配3 千至4 千片产能,届时能为客户带来多少挹注,还有待观察。业界预估,每家芯片厂提供的产能保证金应该在五、六千万美元左右。未来这些与联电新合作模式的客户,除了有较充足产能,也能以较稳定的代工价格取得价格与利润优势。

索尼也有意与台积电合作,据日刊工业新闻报导,在日本经济产业省主导下,索尼和台积电有可能会合资在日本熊本县兴建半导体工厂。经产省将居中协调、和关系人士进行调整,预估将以前段工程为中心、总投资额预估达1兆日圆以上。该座工厂也将成为日本国内首座40纳米(nm)以下等级工厂。

除此之外,思科表示已将资金用于托管,与一家身份不明的合同芯片制造商保留产能。

我们来说说Fabless与晶圆厂的协议这个事情,意思就是晶圆厂们需要将其签订数量的产能分配给芯片企业,而反过来,无论这些芯片企业是否使用此产能,都需要为这些晶圆支付费用。

但是这些Fabless与晶圆代工厂无论是协议保证产能还是投资建厂,并不意味着绝对的排他性,例如AMD就是一个例子。很长一段时间,GlobalFoundries都是AMD 12nm及更大节点制造上的独家芯片代工厂商,不过2021年5月,AMD修改了与美国晶圆厂格罗方德的晶圆供应协议。根据修订后的第七修正案的条款,AMD 将履行其在 2024 年之前使用GlobalFoundries 的现有承诺,该协议还解除了AMD所有对GlobalFoundries的进一步排他性承诺。AMD 现在可以在它想要的任何工艺节点上自由使用任何晶圆厂。




与材料厂的紧密耦合

在材料领域的绑定,尤其以碳化硅材料最为猛烈。

早在碳化硅发展的初期,国外的大厂英飞凌、ST等就与美国的碳化硅晶圆厂商Cree绑定了。2018年2月,科锐宣布与英飞凌签署长期协议,科锐将向英飞凌供应150 mm SiC碳化硅晶圆片;2019年1月,科锐宣布与意法半导体签署多年协议,将向意法半导体供应价值2.5亿美元的先进150mm碳化硅裸片和外延片;2019年8月,科锐宣布与安森美半导体签署多年期协议,将为安森美半导体生产和供应Wolfspeed碳化硅(SiC)晶圆片。

2020年1月,ROHM 和意法半导体宣布与 SiCrystal 签署多年碳化硅 (SiC) 晶圆供应协议,SiCrystal 向意法半导体供应超过 1.2 亿美元的先进 150 毫米碳化硅晶片。

2020年3月17日,GTAT和安森美宣布执行一项为期五年的协议,根据该协议,GTAT将为ON Semiconductor生产和供应其CrystX™碳化硅(SiC)材料。安森美将使用GTAT专有的150mm SiC晶圆来制造其SiC晶圆,以进一步加速其作为SiC供应链垂直集成供应商的角色,并保持其世界级的供应。对他们来说,拥有高品质并垂直整合到供应链中并对他们的材料进行全面控制至关重要。


下游车企也来绑住芯片原厂

随着新能源汽车的逐渐普及,SiC凭借优良特性成为各大车厂追捧的香饽饽。但由于SiC的生产瓶颈尚未解决,原料晶柱的质量不稳定存在良率问题、SiC器件的成本过高等因素,SiC整体市场无法大规模普及,SiC仍然面临巨大的产能缺口。

有数据显示,目前全球SiC硅晶圆总年产能约在40~60万片。据“GaN世界”的报道,将特斯拉中能采用的SiC地方全部引用的话,那么平均2辆Tesla的纯电动车就需要一片6英寸SiC晶圆。而据Wedbush证券分析师Dan Ives称,到2022年特斯拉的交付量可能会达到100万辆的话,那么,仅一个特斯拉就将消耗掉全球SiC硅晶圆总产量。

除了常规的需求将持续外,一系列因5G、Wi-Fi 6布局而衍生的新兴应用也会持续拉升相关SiC元器件需求,供应链供需失衡态势基本没有悬念。

在这样的情况下,不少车厂都开始与SiC原厂绑定SiC产能。SiC龙头公司Cree表示,汽车业务约占该公司生产线的一半产能。

6月底,雷诺集团和意法半导体宣布,双方达成了战略合作,意法半导体将确保在2026-2030年满足雷诺的宽禁带(第三代半导体)器件产量需求。同时,双方还将合作开发高效、尺寸合适的SiC(碳化硅)和GaN(氮化镓)技术和产品,以提高电动和混动汽车的功率性能。

雷诺首席执行官表示,这次合作有三重重要意义:一是确保了未来关键部件的供应;二是共同开发宽禁带技术,有助于进一步提高汽车电池续航以及充电性能;三是有助于将电动动力总成的成本降低30%,从而打造受消费者欢迎的、更低成本的电动汽车。

今年3月份,德国大陆集团旗下的纬湃斩获了一笔高达数亿欧元的新型高压部件订单,纬湃科技将首次为现代汽车集团的新型电动汽车平台量产800伏碳化硅逆变器。纬湃科技在800伏逆变器中使用了由碳化硅制成的半导体,从而大大提高了效率。这种技术是唯一能在充分发挥800伏高压架构潜力的同时,又能达到最佳效率的方法。早在2020年6月5日,纬湃科技宣布选择罗姆作为其SiC技术的首选供应商,并就电动汽车领域电力电子技术签署了开发合作协议(2020年6月起生效)。

今年4月21日,江淮汽车也与博世签订了碳化硅逆变器等方面战略协议,就400V和800V电驱系统、碳化硅逆变器和电驱桥全方面开展交流合作。

而更早之前的2019年,大众汽车集团和Cree就构建一级(tier one)紧密合作,通过功率模块供应,为未来的大众汽车集团汽车提供SiC碳化硅基解决方案。该项合作于2019年5月10日正式缔结和宣布。

目前,随着越来越多的新能源车企快速导入碳化硅技术,车厂绑定SiC产能大户是大概率事件。




中国半导体产业正在崛起

近日,据韩国《亚细亚经济》报道,最新的统计数据显示,全球市值排名前100的半导体公司,韩国仅有3家,而中国多达42家,数量排名世界第一。

报道称,在中国快速增加全球半导体市场所占份额、美国强化政府对半导体产业支持的大背景下,韩国半导体企业的市值排名和盈利能力却出现倒退。

韩国全国经济人联合会近日发布报告称,通过分析标准普尔(S&P)Capital IQ的全球市值前100的半导体企业,发现韩国仅入围三星电子、SK海力士和SK Square三家半导体企业。而SK Square是去年从SK电讯分拆出来的投资公司,这意味着韩国实际只有两家半导体企业进入全球市值百强。这或许意味着韩国半导体企业全球竞争力正在显著下滑。

从排名来看,三星电子在2018年还是市值排名第一的半导体企业,但最近已经跌到第三位。同时,SK海力士排名从第10位跌到第14位。韩国半导体企业盈利能力也持续下滑,从2018年的16.3%下降到去年的14.4%。

与此形成对照的是中国大陆有42家、美国有28家、中国台湾地区有10家、日本有7家入围百强。

中国半导体公司数量排名世界第一的背后,是中国半导体产业正在崛起。以中国半导体设备市场为例,据东方证券研究报告指出,得益于中国半导体全行业的蓬勃发展和国家近年来对半导体产业持续的政策扶持,中国半导体设备市场的规模快速增长,2021年市场规模296亿美元,成为全球第一大半导体设备市场。



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