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财讯:刘德音密谋5年,台积电用这3招扳倒英特尔

发布时间:2013-06-26 点击数:151

7 月 24 日,一场远在美国的法说会,宣告台积电在高速运算时代的大机会正式到来。这一天,英特尔CEO史旺(Bob Swan)透露两个重要的讯息:“我们 7 纳米的处理器生产时程,会比原先预期的晚 6 个月。”他接着解释,为了维持“英特尔产品在市场上的领导地位,将会在自家晶圆厂之外,采用其他晶圆代工厂产能生产先进产品。”法说会后,英特尔 27 日立即开除从高通挖角来的首席工程师。

7 月 27 日,这个消息让台积电的股价如触电般狂飙,台积电股价从每股 386 元跳上 424 元,直接涨停锁死。同一时间,一直追赶英特尔的美国处理器大厂 AMD(超微)股价涨幅更为惊人;7 月 23 日,AMD 股价为 59.5 美元,到 7 月 30 日,AMD 股价站上 78.2 美元,7 天内市值暴涨 3 成。

制程能力超越英特尔  5 纳米强劲成长推进 3 纳米

为什么会这样?以营收计算,英特尔依然是全球半导体龙头。英特尔去年营收高达台币 2 兆元(下同),是台积电的 2 倍;获利约 6,900 亿元,比台积电高出 2,500 亿元。英特尔依然是全球处理器之王,去年在终端和数据中心业务的营业额,则达 1 兆 8,000 亿元。

然而,英特尔执行长这一次的发言,被投资法人视为台积电制程能力超越英特尔的明确讯号。英特尔先进制程进度一再出问题,10 纳米制程原本预计 2016 年推出,却到 2019 年才问世;今年初,英特尔财务长更公开承认,10 纳米的产能表现不如预期,无法大幅贡献获利。

反观,台积电先进制程不断推进。尽管外界不断质疑摩尔定律已到尽头,新制程愈来愈难做,但在今年 7 月 16 日,台积电总裁魏哲家在法说会上却明确表示:“今年下半年 5 纳米制程将强劲成长,全年将贡献8%的业绩。4 纳米为 5 纳米世代制程技术延伸,预计 2022 年量产;3 纳米制程开发符合进度,将于 2022 年下半年量产。”

大摩最新报告更指出,从去年底,台积电推出 7 纳米“强效版”制程后,台积电在制造能力上已开始超越英特尔,在同样面积里,能生产出更多晶体管。台积电的 7 纳米性能相当于英特尔的 10 纳米,但当 2022 年英特尔 7 纳米量产时,台积电已进入 3 纳米时代。英国《金融时报》评论:“这标志着英特尔长期领导地位的结束。”

最直接的证据是英特尔竞争对手的市占率数字。过去,AMD 市场表现落后英特尔,2018 年 1 月 AMD 一股只值 11 美元;但这一年,AMD 委托台积电制造 CPU 和绘图芯片后,AMD 不断用效能挑战英特尔,市占率节节高升,市值更在 2 年内翻升 8 倍!

台积电和英特尔的市值走势也是如此。2000 年时,PC 是高科技世界的中心,当时,英特尔的市值可以买下 6 家台积电;但 2001 年台积电和 ARM(安谋)合作,发展制造超省电处理器的能力,紧紧抓住手机芯片的制造商机,英特尔在手机芯片市场一直难以发展。现在台积电的制程已足以生产最先进的处理器芯片,跨进最重要的云端、处理器、AI 等高性能运算市场,有机会让台积电再创高峰。

仅是英特尔,去年靠终端产品和数据中心,就做了台币 1 兆 8,000 亿元的生意,毛利率也和台积电相当;如果英特尔扩大对台积电释单,即使只释出 5%,恐怕都是百亿元起跳的大订单。

台积电原本做的是运算能力较慢的手机芯片,为何能让最顶尖的两家处理器公司,都找台积电制造高效能芯片?其实,背后是台积电一项长达数年的秘密布局。

▲AMD 执行长苏姿丰与台积电合作后,市占率节节高升。

2016 年 5 月,刘德音在台积电技术论坛上指出,未来台积电将致力发展 4 个新产品平台,包括移动计算、高效能运算、汽车电子和物联网平台。“这是台积电看到未来成长最快的市场区块”,刘德音明确指出,高效能运算的需求,到 2020 年就会爆发。说实话,当时没人把刘德音的预测当一回事。

4 个新产品平台将发酵  刘德音靠 3 项秘密武器冲上颠峰

一位业界人士观察,台积电当时已经推算出两件事:第 1,沿着台积电制程演进的速度推断,到 2019~2020 年实力足以进入处理器市场;第 2,AI 等趋势出现,高效能运算芯片是高价又有规模的大市场。

“这几年,处理器市场百花齐放,”这位业界人士解释,过去的处理器是“一颗芯片处理所有事”,但 AI 出现后,“有专门处理语音的翻译芯片,专门做人脸识别的影像识别芯片”。同一时间,高科技公司也都想发展自己的 AI 芯片或处理器, Google 有自己的 AI 芯片,苹果今年也宣布推出 Apple Silicon,要把苹果电脑里的英特尔处理器换掉。辉达更因为发展 AI 芯片,4 年内股价从 22 美元翻涨到 420 美元。

锁定高效能运算市场,刘德音过去几年培养出 3 项秘密武器,从省电的手机处理器跨入高效能芯片的大市场。

“台积电从 2012 年开始,就培养自己的处理器团队”,一位业界人士观察,刘德音过去对研发着力甚深,在他支持下,台积电培养出全台湾数一数二的设计团队,“人数约有 2、3,000 人,而且这些人流动性不高,许多人一待就是十几年”。

台积电有能力设计出世界一流的 IC 参考设计,但这些设计,都留在自家供客户选择使用,不跟客户竞争。业界人士观察:“台积电做这么多年的晶圆代工,光是电源管理用的 IP,就有非常多的选择。”这些设计早已经过台积电内部千百次的试炼,只要客户点头,马上就能上线生产。“三星 IP 不够多,要什么没什么,很多都必须外购。”他分析,IP 正是台积电看不见的秘密武器。

关键 1:独家 IP  拿下 AMD 订单的决胜武器之一

业界人士透露,台积电拿下 AMD 订单的关键,就与一个处理器专用的设计有关,“以前 AMD 的单一核心,与英特尔相比,效能始终无法超越”。过去要设计多核处理器是非常复杂的技术,但台积电团队设计出一种全新的设计,“让芯片上资料交换的速度能达到全世界最快,而且只送不卖!”有了这个设计之后,AMD 可以在短时间内把处理器核心从 4 核发展成 8 核,甚至 64 核,“这个过程里,祥硕的团队也有贡献”,他透露。

从此,AMD 改变策略,核心数愈多,与竞争对手的性价比拉得愈高。同时,由于台积电能在同样面积里创造出更大的运算能力,AMD 开始猛攻高端市场。“AMD 为了让台积电能顺利代工,也与台积电签下授权协议”,过去台积电曾为英特尔生产 X86 手机处理器,但跟 AMD 的合作,才让台积电正式跨入高性能 X86 架构 PC 和服务器处理器市场。

“生产一颗处理器,从设计开始,大约需要 1 年半时间”,他观察,从刘德音 2016 年端出高效运算平台后,“台积电派了一组人与 AMD 一起设计处理器”,2018 年,AMD 把所有处理器订单都交给台积电生产。他研判,这次英特尔 CEO 宣布委外制造,台积电团队应已与英特尔开始合作。

▲台积电南科厂将成 3 纳米重镇。

业界人士观察,AMD 和台积电合作,今年下半年会端出杀手级的产品,“没有意外的话,今年下半年 AMD 会推出第一颗 3D 封装 IC”。过去,英特尔在服务器市场的市占率超过 95%,但现在已有人预测,未来 AMD 和英特尔在服务器市场的市占率,将达到 3:7。

这几年,外界多把焦点放在台积电微缩制程的发展上,但是先进封装才是台积电另一个重要的武器。以前一片主机板上,处理器要处理资料,必须透过主机板上的线路,到记忆体里拿资料,不管处理器跑得再快,主机板上资料传输的速度,最快也只有每秒 10 G;处理器跑得再快,没有资料,也只能空转。

关键 2:先进封装技术  业界人士:效能提升“会非常恐怖!”

但是,台积电先进封装技术,能把记忆体和处理器放进同一颗芯片里。台积电负责先进封装专家曾在论坛上表示,在同一颗芯片里,记忆体和处理器之间资料交换的速度,传输速度可以增加 10 倍以上。业界人士观察,AMD 要推出的新处理器,就会把记忆体和处理器包进同一颗芯片,“效能提升会非常恐怖!”

他说,台积电与弘塑等设备商合作开发 3D 封装用的新材料,在芯片上层再叠一层芯片,中间用特制的纳米双晶铜材料贯穿。“再过 3 年,台积电就有能力把 PC 主机板上的芯片,Type C、HDMI 相关的芯片都放进来。”他分析,一旦解决散热的问题,未来一块芯片,就能完成现在一台 PC 才能做的工作。

另一个值得注意的是,台积电原本擅长生产的 ARM 处理器,被认为运算效能无法与英特尔竞争,但这几年,台积电和 ARM 合作后,已经可以和英特尔匹敌。

美国媒体观察,台积电代工生产的苹果手机处理器芯片就是采用 ARM 的技术,“A10 就比前一代效能增加 4 成”,接下来,从 A10 到 A14,每一代效能都稳定成长。根据《MacWorld》的报导,台积电今年用 5 纳米打造的 A14 处理器,效能已经足以取代部分笔电处理器。

关键 3:手机处理器  具直接挑战 PC 处理器能力

“ARM 早已称霸手机,只剩下 PC 和服务器的市场还没吃下来”,业界人士观察,ARM 和台积电联手研发新技术,台积电透过微缩制程增加运算能力,ARM 透过修改指令集,增加运算效率。今年,日本的富岳电脑就是用 ARM 芯片,拿下全球超级电脑运算力第一的宝座。

对苹果来说,iPhone 芯片效能达到 PC 水平后,苹果就可以用自己设计的处理器取代英特尔处理器,不但成本更便宜,还能用同一套作业系统和服务,通吃 PC 和手机,苹果的营收跟着水涨船高。

外资目标价上看 5 字头  高效能运算商机将大爆发

这也能解释,为什么台积电在刘德音出任董事长之后,不断加大资本支出,推动新厂建设案,总投资规模超台币过 1 兆元。因为今年底 Apple Silicon 订单将涌进,AMD 也会追加订单,明年到后年还有英特尔的高端订单需求,这些芯片要的全是最先进的制程,台积电的投资手笔,反映对接下来的需求相当乐观。

现在,是台积电在云端和高效能运算商机爆发的前夕,投资人要关注台积电是否真能按照时程推进制造技术,拉开与英特尔的差距;如果一一实现,台积电将成为全世界处理器制造之王。现在,外资对台积电的目标价,几乎全是 4 字头起跳,最高喊到 530 元;高效能芯片时代,台积电的未来会很不一样。