芯片巨頭捉對(duì)廝殺
在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和各國(guó)政府密切參與的大環(huán)境下,全球半導(dǎo)體業(yè)進(jìn)入了一個(gè)前所未有的發(fā)展時(shí)期。
在半導(dǎo)體行業(yè),各細(xì)分領(lǐng)域的頭部企業(yè)(本文討論全球排名前四的)競(jìng)爭(zhēng)都很激烈,且備受關(guān)注,常常引出很多話題。近期,無(wú)論是CPU,還是手機(jī)處理器,還有晶圓代工,各大廠商動(dòng)作頻頻,針尖對(duì)麥芒,你追我趕的態(tài)勢(shì)愈加緊張。
CPU霸主危機(jī)感倍增
作為PC和服務(wù)器CPU界的霸主,英特爾近些年的日子不如早些年好過(guò)了,原因自然是AMD的強(qiáng)勢(shì)崛起,后者已經(jīng)搶下了超過(guò)20%的PC市場(chǎng)份額,而且還在進(jìn)一步蠶食英特爾在服務(wù)器市場(chǎng)的份額,雖然霸主地位依然穩(wěn)固,但就AMD搶奪市場(chǎng)的速度而言,任其以這樣的勢(shì)頭發(fā)展下去的話,英特爾無(wú)法接受。
不只是在傳統(tǒng)的x86領(lǐng)域,近期,在其它處理器架構(gòu)方面,AMD似乎也發(fā)起了對(duì)英特爾的攻勢(shì)。本周,AMD 的 CFO Devinder Kumar表示,如果需要,AMD隨時(shí)準(zhǔn)備開(kāi)發(fā)Arm 芯片,并指出該公司的客戶希望與 AMD 合作開(kāi)發(fā)基于 Arm 的解決方案。不過(guò),目前還沒(méi)有具體跡象表明該公司正在進(jìn)行特定的Arm項(xiàng)目。
無(wú)獨(dú)有偶,今年早些時(shí)候,AMD首席執(zhí)行官 Lisa Su(蘇姿豐)也曾經(jīng)表示:“我認(rèn)為 AMD 在 Arm架構(gòu)方面擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)。我們?cè)跉v史上也與Arm進(jìn)行了相當(dāng)多的設(shè)計(jì)合作。我們實(shí)際上在很多方面都將 Arm 視為合作伙伴?!?/p>
實(shí)際上,AMD在Arm架構(gòu)方面擁有相當(dāng)多的經(jīng)驗(yàn),可以追溯到其 K12 架構(gòu),該架構(gòu)未能按計(jì)劃在2017年上市。目前,AMD也提供Arm內(nèi)核,但它們的規(guī)模很小,用于相對(duì)簡(jiǎn)單的任務(wù),例如內(nèi)置平臺(tái)安全處理器(PSP),它執(zhí)行安全功能,以輔助CPU工作。另外,AMD 可以使用其Infinity Fabric將眾多功能塊綁定到一個(gè)處理器單元中,這其中當(dāng)然也可以有Arm。此外,對(duì)Xilinx 的收購(gòu)也有利于Arm架構(gòu)的融入,因?yàn)閄ilinx 的FPGA內(nèi)部越來(lái)越離不開(kāi)Arm核了。
而就在不久前,業(yè)界傳出英特爾有意收購(gòu)RISC-V架構(gòu)處理器廠商制SiFive,如果消息準(zhǔn)確的話,英特爾多線出擊,以鞏固并提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的意圖越來(lái)越明顯。況且,該公司還承諾可通過(guò)其晶圓代工服務(wù)生產(chǎn)幾乎所有架構(gòu)的芯片,無(wú)論是 Arm 還是RISC-V,相關(guān)廠商都有可能成為其潛在客戶。
這樣,AMD與英特爾的競(jìng)爭(zhēng)顯得更加立體了,不只是傳統(tǒng)的x86架構(gòu)CPU的設(shè)計(jì)和銷(xiāo)售了。
而在x86架構(gòu)CPU方面,AMD步步緊逼。近幾年,英特爾一直受困于產(chǎn)能問(wèn)題,導(dǎo)致其新產(chǎn)品的發(fā)展速度落后于AMD和英偉達(dá)等競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。
英特爾今年Q2財(cái)報(bào)顯示,盡管總營(yíng)收和PC業(yè)務(wù)營(yíng)收增長(zhǎng)了,但數(shù)據(jù)中心部門(mén)營(yíng)收65億美元,同比下滑9%,處理器ASP均價(jià)跌了7%,運(yùn)營(yíng)利潤(rùn)則從31億美元下滑到了19億美元,運(yùn)營(yíng)利潤(rùn)率從44%跌到了現(xiàn)在的30%。也就是越來(lái)越便宜了,價(jià)格戰(zhàn)已經(jīng)拉開(kāi)帷幕。這也證實(shí)了之前英特爾的表態(tài),那就是在數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)上,該公司可以為了保住份額而打價(jià)格戰(zhàn)。
此前,英特爾CEO Pat Gelsinger認(rèn)為,在服務(wù)器CPU市場(chǎng)上,采用競(jìng)爭(zhēng)性定價(jià)也是合適的,雖然會(huì)影響公司業(yè)績(jī),但可以保住甚至增加市場(chǎng)份額。
考慮到英特爾的14nm工藝已經(jīng)足夠成熟、最近10nm工藝成本大幅降低45%,采取價(jià)格戰(zhàn)的策略還是有底氣的,畢竟AMD的7nm工藝到現(xiàn)在為止依然成本很高,臺(tái)積電的代工價(jià)格不便宜,7nm芯片代工報(bào)價(jià)上萬(wàn)美元,5nm更是高達(dá)1.7萬(wàn)美元,今年可能還要漲價(jià)。
對(duì)于友商降價(jià)、開(kāi)打價(jià)格戰(zhàn)的做法,蘇姿豐表示,在數(shù)據(jù)中心處理器市場(chǎng)上,性能和總的擁有成本才是最重要的,價(jià)格因素是次要的。
從AMD的立場(chǎng)來(lái)看,他們現(xiàn)在的優(yōu)勢(shì)主要還是超多核心,單插槽做到了64核128線程,5nm Zen4預(yù)計(jì)會(huì)進(jìn)一步提升到96核192線程,算下來(lái)單位成本更低。
雖然數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)持續(xù)下滑對(duì)英特爾非常不利,但Pat Gelsinger仍積極面對(duì)AMD的競(jìng)爭(zhēng)。為此,英特爾在6月份進(jìn)行了組織調(diào)整,將更多資源放在高性能運(yùn)算(HPC)業(yè)務(wù)上。
Pat Gelsinger表示,目前Tiger Lake CPU的交貨優(yōu)于預(yù)期,迄今已出貨超過(guò)5000萬(wàn)個(gè),預(yù)計(jì)下半年Alder Lake將出貨數(shù)百萬(wàn)個(gè),Meteor Lake仍有望在2023年投產(chǎn)。此外,Pat Gelsinger相信Ice Lake處理器具有強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)力,預(yù)計(jì)受益于Ice Lake,數(shù)據(jù)中心下半年表現(xiàn)將優(yōu)于上半年。
雖然Pat Gelsinger顯得信心滿滿,但相較于AMD依靠臺(tái)積電強(qiáng)大的出貨能力,英特爾最大的問(wèn)題就是新產(chǎn)品延遲量產(chǎn),這已經(jīng)是該公司的老問(wèn)題了。該公司最近的兩次至強(qiáng)處理器更新都比預(yù)定時(shí)間晚了兩個(gè)季度到達(dá)客戶手中,在一個(gè)通常每年都進(jìn)行升級(jí)的市場(chǎng)中,公司可能會(huì)因?yàn)槿绱舜蟮氖д`而錯(cuò)過(guò)升級(jí)周期的一半,客戶不太可能在一個(gè)季度的延遲內(nèi)改變他們的升級(jí)計(jì)劃。而其最新的Sapphire Rapids處理器的量產(chǎn)出貨時(shí)間依然從今年年底延遲到了2022年初。
格芯吹響反攻號(hào)
過(guò)去多年,在全球晶圓代工市場(chǎng),格芯一直排在行業(yè)第三位,而在2020下半年,借助全球性芯片缺貨,原本排在第四的聯(lián)電,業(yè)績(jī)節(jié)節(jié)攀升,從而在去年年底超越了格芯,排進(jìn)了前三,一直保持到現(xiàn)在。不過(guò),這兩家的市占率相差不大,聯(lián)電約為7%、格芯5%左右。
近期,格芯動(dòng)作頻頻,頗有反攻的架勢(shì)。
本周,格芯宣布,今年將提高車(chē)用芯片產(chǎn)量,并將斥資60億美元擴(kuò)產(chǎn)。
格芯車(chē)用事業(yè)部高級(jí)副總裁霍根(Mike Hogan)表示:“我們2021年在提高更多車(chē)用產(chǎn)能方面大有進(jìn)展,向汽車(chē)領(lǐng)域出貨的晶圓將比2020年增加逾一倍,預(yù)期2022年和之后將進(jìn)一步擴(kuò)大產(chǎn)能。格芯正在全球投資逾60億美元以提高產(chǎn)能,其中40億美元用于擴(kuò)展格芯在新加坡的工廠,10億美元?jiǎng)t用于在美國(guó)和德國(guó)的擴(kuò)產(chǎn)。所有這些晶圓產(chǎn)能都可用于汽車(chē)?!?/p>
在各大客戶催貨之下,晶圓代工廠的擴(kuò)產(chǎn)大賽已從先進(jìn)制程一路蔓延至成熟制程,近期在車(chē)用電子大廠要求下各大廠都拉高擴(kuò)產(chǎn)幅度。
聯(lián)電也沒(méi)閑著,瞄準(zhǔn)成熟制程,將和多家全球客戶在臺(tái)南科學(xué)園區(qū)12A投資P6廠,鎖定28nm制程,月產(chǎn)能2.75萬(wàn)片晶圓,并由客戶以議定價(jià)格預(yù)先支付訂金的方式,取得該廠區(qū)產(chǎn)能,預(yù)計(jì)2023年第二季度投產(chǎn)。
按照聯(lián)電的規(guī)劃,此次P6廠區(qū)擴(kuò)產(chǎn)總投資額高達(dá)千億元新臺(tái)幣,該公司預(yù)期未來(lái)3年在南科總投資額將達(dá)1500億元新臺(tái)幣。
為滿足客戶需求,聯(lián)電今年產(chǎn)能估計(jì)將同比增長(zhǎng)3%,明年目標(biāo)再增加6%。目前,該公司訂單已排到2022年底。
三星的執(zhí)著
作為晶圓代工龍頭,臺(tái)積電是市占率達(dá)到55%左右,而排名第二的三星約為17%。雖然差距很大,但近些年三星一直沒(méi)有停下追趕龍頭的腳步。
近一年以來(lái),隨著先進(jìn)制程技術(shù)不斷成熟,三星也在不斷加緊追趕臺(tái)積電的腳步,無(wú)論是7nm,還是5nm,以及還未量產(chǎn)的3nm,爭(zhēng)奪似乎越來(lái)越激烈。這也促使臺(tái)積電不斷加大研發(fā)和擴(kuò)充產(chǎn)能投入力度。
7nm制程方面,有統(tǒng)計(jì)顯示,在2020年,三星每月的產(chǎn)能約為2.5萬(wàn)片晶圓,而臺(tái)積電每月約為14萬(wàn)片,而在5nm方面,雙方的差距更大,三星每月約為5000片晶圓,而臺(tái)積電每月約為9萬(wàn)片。由此看來(lái),在先進(jìn)制程產(chǎn)能方面,臺(tái)積電明顯領(lǐng)先于三星。
而在制程工藝方面,三星一直在追趕臺(tái)積電,特別是在5nm方面,三星的低功耗版本5LPE性能比7nm的提升了10%,而在相同的時(shí)鐘和復(fù)雜度下,功耗可降低20%。據(jù)悉,5LPE在原始工藝中增加了幾個(gè)新模塊,包括具有智能擴(kuò)散中斷(Smart Diffusion Break:SDB)隔離結(jié)構(gòu)的FinFET,以提供額外的性能,第一代靈活的觸點(diǎn)設(shè)置(三星的技術(shù)類(lèi)似于英特爾的COAG,有源柵上的觸點(diǎn)),可用于低功耗的鰭式器件。
三星表示,5LPE在很大程度上與7LPP兼容,這樣,5LPE設(shè)計(jì)可以重新使用至少一些為原始工藝設(shè)計(jì)的IP,從而降低了成本并加快了上市時(shí)間。但是,對(duì)于可以充分利用SDB等優(yōu)勢(shì)的IP,三星建議重新設(shè)計(jì)。
另外,三星代工負(fù)責(zé)人表示,該公司已完成第二代5nm和第一代4nm產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。
客戶方面,2020年,三星將其晶圓代工廠產(chǎn)能的60%用于其公司內(nèi)部使用,主要用于智能手機(jī)的Exynos芯片。其余產(chǎn)能分給客戶,包括高通(20%),另外20%由英偉達(dá)、IBM和英特爾瓜分。而隨著三星在2021年增加7nm、5nm等制程的產(chǎn)能,其自用比例將會(huì)下降,可能降至50%,更多滿足客戶需求。
臺(tái)積電方面,7nm產(chǎn)能已經(jīng)非常穩(wěn)健,在此基礎(chǔ)上,不僅是5nm,該公司還在6nm制程方面不斷進(jìn)行拓展,就在近期,臺(tái)積電還發(fā)布了6nm RF(N6RF)制程,將先進(jìn)的N6邏輯制程所具備的功耗、效能、面積優(yōu)勢(shì)帶入到5G射頻(RF)與WiFi 6/6e解決方案。相較于前一世代的16nm射頻技術(shù),N6RF晶體管的效能提升超過(guò)16%。臺(tái)積電表示,N6RF制程針對(duì)6GHz以下及毫米波頻段的5G射頻收發(fā)器研發(fā),可大幅降低功耗和面積。
5nm方面,臺(tái)積電表示,由于客戶對(duì)5nm需求強(qiáng)勁,該公司5nm系列在2021年的產(chǎn)能擴(kuò)充計(jì)劃比2020年會(huì)翻倍,2022年比2020年增長(zhǎng)3.5倍以上,并在2023年達(dá)到2020年的4倍以上.臺(tái)積電還推出了5nm的最新版本-N5A制程,目標(biāo)在于滿足汽車(chē)應(yīng)用對(duì)于運(yùn)算能力日益增加的需求,例如支持人工智能的駕駛輔助及數(shù)字車(chē)輛座艙。
目前,位于臺(tái)南的晶圓18廠第1、2、3、4期是5nm生產(chǎn)基地,其中,第1、2、3期已經(jīng)開(kāi)始量產(chǎn),4期正在興建中。
3nm方面,臺(tái)積電將于下半年試產(chǎn),預(yù)計(jì)2022年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。而三星于近期成功流片,但量產(chǎn)時(shí)間恐怕要晚于臺(tái)積電。由于3nm技術(shù)難度很大,三星在2023年前還難以正式量產(chǎn)。相較于臺(tái)積電3nm制程將于2022年量產(chǎn),這對(duì)于力求趕超臺(tái)積電的三星來(lái)說(shuō),壓力太大。
產(chǎn)能方面,臺(tái)積電南科廠3nm的單月產(chǎn)能計(jì)劃為5.5萬(wàn)片起,2023年,有望達(dá)到10.5萬(wàn)片。三星還沒(méi)有相應(yīng)的產(chǎn)能規(guī)劃。
聯(lián)發(fā)科的甜蜜期
作為手機(jī)基帶和AP處理器兩大巨頭,高通和聯(lián)發(fā)科的競(jìng)爭(zhēng)一直備受關(guān)注,過(guò)去多年里,高通處于明顯的優(yōu)勢(shì)地位,但最近兩年的情況發(fā)生了變化,特別是在中國(guó)市場(chǎng),聯(lián)發(fā)科的市占率多次超越了高通。顯然,在機(jī)遇出現(xiàn)后,前者把握住了。
由于業(yè)績(jī)優(yōu)異,聯(lián)發(fā)科不僅在全球IC設(shè)計(jì)廠商榜單中穩(wěn)定在前四位,在IC Insights發(fā)布的全球前15名半導(dǎo)體供應(yīng)商的第三季度(截至 9 月)銷(xiāo)售增長(zhǎng)預(yù)期榜單中,聯(lián)發(fā)科超越了德州儀器(TI),排在了全球第9的位置。
在過(guò)去的一年里,聯(lián)發(fā)科不僅營(yíng)收創(chuàng)新高,凈利潤(rùn)較2019年大幅成長(zhǎng)8成。近期還傳出打入蘋(píng)果供應(yīng)鏈,為旗下品牌耳機(jī)供應(yīng)芯片。
去年第3季度,聯(lián)發(fā)科成立23年來(lái),第一次成為全球手機(jī)芯片市占率第一,超越穩(wěn)居此王位多年的巨頭高通,這一成績(jī)也保持到了最近一季。
過(guò)去一年,聯(lián)發(fā)科股價(jià)增長(zhǎng)1.4倍,屢創(chuàng)新高,行業(yè)機(jī)構(gòu)紛紛調(diào)升其目標(biāo)價(jià)。
取得這一切成績(jī)的背后,是該公司產(chǎn)品研發(fā)路線圖,以及發(fā)展策略順勢(shì)而為的結(jié)果。同時(shí),產(chǎn)業(yè)環(huán)境和外部力量的助攻也是恰逢其時(shí),主要體現(xiàn)在2019年5月中 美貿(mào)易戰(zhàn)爆發(fā),華為被美國(guó)制裁后,中國(guó)大陸手機(jī)品牌為分散芯片供應(yīng)來(lái)源風(fēng)險(xiǎn),從高通轉(zhuǎn)單聯(lián)發(fā)科。據(jù)統(tǒng)計(jì),2020下半年,聯(lián)發(fā)科在中國(guó)大陸市占率從17%攀升到31.7%。
結(jié)語(yǔ)
在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和各國(guó)政府密切參與的大環(huán)境下,全球半導(dǎo)體業(yè)進(jìn)入了一個(gè)前所未有的發(fā)展時(shí)期,這些因素對(duì)芯片業(yè)各細(xì)分領(lǐng)域的頭部企業(yè)會(huì)產(chǎn)生不同的作用效果,有的偏正面,有的偏負(fù)面,危中有機(jī),機(jī)中也有危。這樣的競(jìng)爭(zhēng),未來(lái)很可能更具看點(diǎn)。