2018-10-15 由 半導體那些事兒 發表于科技
繼聯電在2017年進行高階主管大改組，並宣布未來經營策略將著重在成熟製程之後，格芯(GLOBALFOUNDRIES)也在新執行長Tom Caulfield就任半年多後，於日前宣布無限期暫緩7奈米製程研發， 並將資源轉而投入在相對成熟的製程服務上。
聯電與格芯先後退出先進位程軍備競賽，加上英特爾(Intel)的10奈米製程處理器量產出貨時程再度遞延到2019年底，均顯示先進位程的技術進展已面臨瓶頸。
展望未來，還有能力持續推動半導體製程微縮的業者，或只剩下台積電、三星電子(Samsung Electronics)跟英特爾三家公司，但可以肯定的是，即便上述三家業者將更先進的製程推向量產，代價也絕不便宜， 用得起的晶片商也只會越來越少。
然而，對聯電跟格芯而言，專注在成熟製程服務，卻也未必意味著公司營運就此步上光明坦途。成熟製程客戶雖多，需求更多樣化，但鎖定這塊市場的晶圓代工業者卻也更多。兩家公司必須儘快做出自己的特色，並爭取市場跟客戶的認同。
粥多僧更多 成熟製程競爭只增不減
相較於先進位程本質上是標準CMOS製程的線寬之爭，成熟製程市場的樣貌可說是百花齊放。 混合訊號、高電壓、射頻、微機電系統(MEMS)等製程技術，都可歸類在成熟製程的大傘之下，應用產品則有各種傳感器、微控制器(MCU)、電源管理(PMIC)、訊號收發器(Tranceiver)等。
值得注意的是，在這個相對分眾化的市場，有許多個別領域存在著小而美，擁有獨到技術的晶圓代工業者。 例如在射頻PA代工領域，穩懋就是一個不容小看的市場領導者，甚至被認為有機會成為「化合物半導體的台積電」；至於在MEMS、混合訊號領域，則有X-Fab、TowerJazz等同樣擁有獨門技術跟明確市場定位的代工業者。
在成熟製程市場上，每家晶圓代工業者一直都有對應的產品布局，因為今日的先進位程，就是未來的成熟製程。如果這些小而美的業者沒有其獨到之處，恐怕難以生存到今天。 聯電、格芯將未來的發展重心轉移到成熟製程市場，短時間內恐怕還是很難威脅這些靠著特殊製程技術生存的業者。
短期內，MCU、SSD控制器等以邏輯電路為主，但不見得需要使用最先進位程的晶片，對聯電、格芯的重要性必然會明顯提升，因為這類產品所使用的製程相對標準，聯電跟格芯有較高的掌握度。 但長期來看，如果聯電跟格芯要在成熟製程市場有所作為，特殊製程的產品組合必然要持續擴張，否則就只會陷入性價比大戰的泥淖。
某家同時在台積電跟聯電投片的台系IC設計業者就直言，台積電的質量、良率跟交期無可挑剔，但任何額外服務都要收費，而且晶圓報價相當「高貴」，因此該公司只有非得用28奈米以下先進位程的產品線，才會考慮使用台積電的代工服務。
在28奈米之上的成熟產品，聯電其實是比台積電更理想的選擇，一來聯電的晶圓報價比較平易近人，二來如果量產上遇到一些小問題，聯電是願意免費幫客戶服務的，可以幫晶片設計公司省下不少麻煩。
然而，就公司營運的角度來說，如果主要競爭武器只有性價比，終究不是健康的作法。 更何況，28奈米之上的成熟製程也在中芯、華虹宏力的射程範圍內，即便聯電跟格芯有規模經濟優勢，也未必能在報價上討到便宜。
此外，成熟製程投資門坎較低，也意味著產能的供需平衡更容易被撬動。 浴火重生的力晶不僅已在晶圓代工領域站穩腳跟，近日更宣布將斥資新台幣2,780億元在銅鑼興建兩座12吋晶圓廠，主攻的就是驅動IC、電源IC這類使用成熟製程的產品。
在IDM業者的動向方面，全球模擬晶片龍頭德州儀器(TI)近期也宣布將在美國投資32億美元，興建新的12吋廠。
物聯網跟汽車電子將是驅動成熟製程需求最主要的動力來源，但也因此而成為兵家必爭之地，不只晶片供貨商擴大相關市場的布局力道，鎖定這個市場的晶圓代工業者也越來越多。 在粥多僧更多的情況下，成熟製程晶圓代工的市場競爭料將更趨於白熱化。
聯電/格芯技術棋盤將越走越大
對聯電、格芯乃至所有不再走向微縮道路的晶圓代工業者來說，未來的技術發展方向不外深化與廣化兩條發展路徑，畢竟企業資源有限，想要同時兼顧深度與廣度，難免顧此失彼。
對聯電跟格芯來說，廣化會是比深化更合理的選擇，因為走上專精的道路雖有助於爭取獲利空間大、技術門坎高的應用市場，但這類市場的規模不見得能讓聯電跟格芯的產能利用率維持在合理水平，畢竟這兩家公司的產能規模遠比X-Fab、 TowerJazz大得多，若技術布局走得太專，只會導致營運規模縮減的結果。
攤開聯電的製程服務棋盤圖，不難發現聯電除了相對標準的eNV、HV、BCD技術布局已經完成之外，還要藉由與客戶聯合開發，拓展出新的特殊製程。 RFSOI與MEMS，更是布局重點。
圖：聯電製程服務發展棋盤圖
無獨有偶，格芯也宣示將加強投資在具有明確差異與增添客戶實質價值的領域上，並著重於跨技術組合之中實現各種功能豐富的方案。其中包括FD SOI平台、RFSOI及高效能SiGe、模擬/混合訊號及其他技術，專門設計用於越來越多需要低功耗、實時聯機能力及內建智能功能的各種應用。
Caulfield在格芯的轉型聲明中就指出，現今主要的無晶圓廠客戶都期望充分利用設計至各個技術節點上的重大投資，以創造每一代更高的技術價值。基本上，這類節點正轉型成為多個應用程式提供服務的設計平台，延長各個技術節點的壽命，這個產業現象起因於無晶圓廠客戶越來越少符合摩爾定律外部的限制。
該公司正轉移資源的分配及焦點，於整體技術組合之中，加強投資在成長市場中客戶最重要的部份，打造差異化技術。
很顯然的，聯電跟格芯的盤算跟策略有雷同處，但也有不同的地方。未來兩家公司之間的差異性跟特色，或許會比過去更加明顯。
半導體產業秩序/競合關係陷入大洗牌
在More than Moore的時代，晶圓代工業者除了製程微縮之外，還有許多其他道路可走。不管是還留在先進位程競技場上的台積電、三星或英特爾，或是已經策略轉向的聯電、格芯，以及本來就走小而美路線的特殊製程晶圓代工業者，都必須用更全方位的眼光跟策略布局來面對未來市場需求的變化跟潛在競爭對手的動向。
舉例來說，台積電近日便宣布將在銅鑼興建先進封裝廠，英特爾跟超威則聯合開發概念上類似台積電CoWoS封裝技術的EMIB封裝，並藉此聯合推出搭載了英特爾CPU、超威GPU的模塊解決方案。
不過，目前EMIB封裝只用來串聯GPU跟周邊的HBM內存，CPU跟GPU之間的聯機還是藉由模塊基板上的PCIe來實現。 或許在未來，EMIB也有機會用來實現CPU跟GPU之間的互聯，而這也意味著台積電除了InFO、CoWoS之外，在先進封裝上還會有其他牌可打。 該公司對先進封裝的投入，不是只有產能擴張這麼簡單。
半導體供應鏈上各家廠商之間的關係正在大洗牌，昨日的合作夥伴，未來可能是最大的競爭對手；本來井水不犯河水的兩家廠商，也可能瞬間成為競爭關係；勢不兩立幾十年的死對頭，也有可能坐下來談聯合技術研發。 半導體產業的未來，顯然還很有看頭。
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