根據產業(yè)分析師的說法,由于其他晶圓代工廠未能達到預期產能,蘋果(Apple)可能會讓臺積電(TSMC)成為其應用處理器的唯一供應商,且時間長達至少兩年。
這家全球最大的電子公司和世界上最大的晶圓代工廠互相合作,但雙方都可能發(fā)現(xiàn)這種緊密的合作關系有點不怎么“舒服”。若是蘋果讓臺積電成為A11處理器的唯一供應商,而不與其他供應商合作,對于定期推出新款iPhone和iPad的蘋果來說,將面臨風險。另一方面,臺積電將近80%的7納米(nm)工藝產都將供應給蘋果,并于今年投入生產。
這段合作關系始于2014年,當時蘋果新款iPhone和iPad的芯片都交給臺積電生產。蘋果首席運營官(COO)Jeff Williams去年10月在臺積電的一場活動中提到,臺灣的晶圓代工廠投資90億美元,并雇用6,000名員工日以繼夜、以創(chuàng)紀錄的11個月時間在臺南成功設立新廠。
Arete Research分析師Brett Simpson在接受《EE Times》采訪時說:“只要臺積電每年持續(xù)提供創(chuàng)新的產品,并且擁有高良率,預期臺積電在未來幾年,將仍然是蘋果的唯一供應商。”
瑞士信貸(Credit Suisse)分析師Randy Abrams表示,臺積電很可能在2020年之前仍然是蘋果處理器的唯一供應商,對于蘋果來說這是一個很特殊的情況,以往該公司傾向由多家亞洲供應商提供關鍵零組件,以分散風險并掌握定價的話語權。Abrams告訴《EE Times》:“蘋果和臺積電迄今已從這種關系中互惠互利,蘋果每年皆能將處理器升級,而臺積電擁有一個非常大的主要客戶,推升其新工藝的規(guī)模。”
對臺積電來說,支持蘋果代表著巨大的資本投資,也代表著必須以更快的速度推出領先半導體業(yè)界的技術。
2018年臺積電7nm工藝客戶比重。(數(shù)據源:臺積電公司資料和Bernstein Research預估及分析)
潛在競爭對手
在過去幾年中,臺積電可能的競爭對手隨著產業(yè)整并而減少,可以從臺積電手中搶走蘋果生意的公司可能不到兩家。根據Simpson的說法,以前為蘋果生產應用處理器的三星(Samsung)在未來將面臨許多不利的情況。
他說:“三星透過一個計劃來擴大自己的晶圓代工業(yè)務,并希望假以時日成為全球第二大業(yè)者,但是若要借助蘋果的訂單來推升其市場占有率將是一大挑戰(zhàn)。目前三星已經是智能手機有機發(fā)光二極管(OLED)屏幕的唯一供應商,并提供蘋果大量的DRAM、相機傳感器(camera sensors)和內存芯片。三星可能有興趣打入蘋果的晶圓代工供應鏈,但他們目前在蘋果iPhone的物料清單(BOM)中占比已經非常高。”
根據Simpson的說法,英特爾(Intel)對蘋果來說是較不可能的合作對象。“英特爾(Intel)通常被視為潛在的晶圓代工廠商,因為它們投資于先進技術上,但實際情況是,晶圓代工廠與大量制造微處理器的方式完全不同。”更何況,英特爾還缺乏蘋果所需的低功耗SoC制造經驗,因此Arete Research認為英特爾無法替代臺積電。
EE Times分析師提到,由于臺積電在7nm技術領域占有領先地位,因而為該公司贏得新的生意機會。Bernstein Research分析師Mark Li指出,臺積電今年將重新獲得高通(Qualcomm)的先進產品線訂單。Li說:“這是一個重要的進展,因為高通自2014年以來,一直向三星和Globalfoundries采購高階產品。”
提升封裝優(yōu)勢
臺積電已經鎖定了蘋果A10和A11處理器業(yè)務,部分原因在于臺灣晶圓代工廠在封裝技術方面的競爭優(yōu)勢。臺積電于2016年推出了針對蘋果A10處理器的整合扇出型(InFO)封裝技術,InFO采用扇出型晶圓級封裝方式,而非覆晶封裝,封裝厚度減少20%、速度增益提高20%,且導熱效能提高10%。
隨著摩爾定律(Moore’s Law)在開發(fā)上已達到5nm的物理極限,目前半導體制造業(yè)已朝向“超越摩爾(more than Moore)”時代演進。臺積電成為第一家在封裝技術上,透過多芯片組合而無需中層基板(intervening substrate),將芯片I/O密度提高,超越傳統(tǒng)球門陣列(BGA)封裝的代工廠。
當摩爾定律接近物理極限,而且成本對于大部分芯片廠商來說已經接近門坎時,新的制造方式開始出現(xiàn),以解決這些難題。
半導體產業(yè)協(xié)會(Semiconductor Industry Association;SIA)在2016年7月取消了業(yè)內廣為人知的技術計劃,即國際半導體技術發(fā)展藍圖(ITRS)。SIA決定終止此藍圖發(fā)展,代表業(yè)界已承認摩爾定律的發(fā)展已減緩,在更加互連的世界中,需要開發(fā)新的工具、圖表和程序來定義目前與未來研發(fā)差距(research gaps)。
臺積電的InFO封裝技術被視為摩爾定律連續(xù)縮放假設(continuous scaling assumption)的替代方案。Williams提到,他并不擔心未來的處理能力不足。他在去年臺積電活動中指出:“蘋果不擔心半導體產業(yè)發(fā)展減緩的說法。”他說事實并非如此,蘋果認為未來半導體產業(yè)發(fā)展?jié)摿ο喈敶螅?ldquo;我們目前看好云端領域的發(fā)展,但未來發(fā)展趨勢將會朝向設備端的處理。蘋果相信這是在不影響反應性(responsiveness)、隱私和安全性的情況下,提供最佳規(guī)格的最好方式。”
強大的生態(tài)系統(tǒng)
臺積電擁有其他競爭對手所缺乏的強項。該公司建立了強大的設備和IP供應商的生態(tài)系統(tǒng),以優(yōu)先支持其晶圓代工的研發(fā)進展。Simpson說,這有助于降低無晶圓廠(fabless)公司的成本。他表示:“從頭開始設計7nm芯片所需的一次性工程費用(NRE)會提高到1億美元以上,因此,任何投資于此的芯片制造商都需要先確認是否有一個健全的開發(fā)生態(tài)系統(tǒng),和提供給新晶圓代工流程的大量優(yōu)化IP區(qū)塊(IP blocks),以確保送交制作(tapeout)的過程能順利進行,這對臺積電來說是一種差異化的方式。”