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【IC设计】自研处理器风潮下,科技业越来越依赖台积电

来源:科技新报    原作者:Atkinson    

《彭博社》报道,软件大厂微软正为旗下服务器、未来 Surface 终端设备自行研发以 Arm 为基础架构的处理器。而其自研的服务器处理器将用于微软 Azure 云端运算服务,而某些 Surface 设备设计将采用另一种自研处理器之後,现在外媒报道指出,微软处理器未来依然会仰赖晶圆代工龙头台积电的先进制程来打造,使得全世界科技业将越来越依赖台积电。

报道指出,苹果在 2020 年年中宣布了将自行研发笔电处理器的消息,其消息一直被乐观看待。原因无他,只因苹果自研并搭载在 iPhone 智慧型手机上的 A 系列处理器,以其强大的运算效能受到市场上的欢迎。以 iPhone 12 的 A14 处理器来看,与市场上同期的其他手机行动处理器相比,其效能与能耗都是佼佼者,也成为了 iPhone 使用者体验普遍高于 Android 用户的主要原因。相对来说,苹果的笔电及桌上型电脑评价没有这麽突出的原因,苹果认为就是受到处理器的效能拖累所致,挟着在行动处理器领域成功而跨入电脑处理器的自主研发,成为一个势在必行的趋势。

苹果自研的笔电处理器,首个搭载的产品便是在新一代 MacBook Air 上。其相较英特尔最新一代的产品来说,其在 10W 电力耗能的情况下,效能翻倍成长。至于,在相同效能的情境下,所消耗的电力则只有英特尔产品 1/3。苹果自研笔电处理器的性能优势崭露无遗,也为微软自行研发其电脑及服务器处理器产品带来了信心。

事实上,英特尔的颓势,主因来自于与台积电、三星等晶圆代工厂在先进制程的发展竞赛中落後有关。而因为英特尔是一家结合 I C设计及制造的整合型供应商,无论是基于设计、或是制造的理由落後,在产品越来越没有竞争力的情况之下,除了给了竞争对手可乘之机,也就是其客户本身进一步利用本身的产业优势,跨足 IC 设计而进行垂直整合,以其未来逐渐摆脱对英特尔的依赖。而这样的情况不仅出现在英特尔的身上,传统的 IC 设计厂商也体认到了这个趋势。

绘图芯片大厂英伟达 (NVIDIA) 于 2020 年也斥资 400 亿美金的巨资,协议从软银手中并购矽智财权厂商安谋 (ARM),使其成为旗下的一个部门。其目的除了想进入资料中心的市场之外,也在未来面对客户可能自行开发 GPU 产品的强况下,仍可以藉由 ARM 的授权,维持其市厂影响力。而在 x86 架构处理器及服务器处理器等领域近来都与英特尔积极竞争的超微,也积极并购半导体同业。2020 年 10 月底,超微宣布以 350 亿美元并购 FPGA 龙头赛灵思,其目的也在补足在这个以通讯及自动驾驶为优势应用的产品线,以提升本身进一步与英特尔竞争的本钱。

报道还强调,除了在笔电、桌上型电脑、以及服务器处理器领域,在手机领域上,处理器自研的趋势造诣发生了一段时间,无论是苹果 iPhone 所使用的 A 系列处理器,甚至是华为透过旗下海思半导体所设计的麒麟处理器,甚至小米、OPPO 等手机品牌商也透过挖角 IC 设计大厂联发科人才,试图建立处理器自研的团队。从这个角度来看,以手机产品为主的 IC 设计公司,其竞争压力也正在从上下游两方袭来。甚至于当前很热门的 Apple Car 传闻,在包括特斯拉或苹果等发展电动车厂商 来说,都将自行设计自驾车,且委由台积电代工的情况下,这对自驾车处理器领域的领导者 NVIDIA 来说,无疑的将是一大压力。

在这样自研处理气风潮兴盛的趋势下,市场上依赖专业晶圆代工,尤其是产业龙头台积电的情况势必有增无减。最新研究数据显示,2020 年全球前 15 大半导体厂当中,台积电的年营收可望达 454.2 亿美元,将仅次南韩三星(Samsung)及处理器龙头英特尔(Intel),居全球第 3 大半导体厂。不过,相较于三星有记忆体及晶圆制造,英特尔以销售处理器及其他芯片为主的商业模式,台积电则是其中唯一的纯晶圆代工厂。另外,根据 TrendForce 旗下拓墣产业研究院先前的调研结果显示,2020 年第 3 季台积电在全球晶圆代工市场的市占率高达 53.9%,也就是在前 10 名的晶圆代工企业当中,其他 9 名的总和都没有台积电一家多。

台积电之前指出,截至 2019 年为止提供最广泛的先进制程、特殊制程及先进封装等 272 种制程技术,为 499 个客户生产 10761 种不同产品。而随着未来客户自研处理器的趋势下,市场预计台积电将为更多的产品提供服务,而且客户还将更多元化。而为了因应这样的发展,台积电当前不仅在先进制程所在地的南科积极猎地以因应扩产极发展先进制程所需之外,还在 2020 年发行了全台最多的新台币 1,200 亿元公司债,以筹措现金来大规模采购先进制程所需的极紫外光曝光机(EUV)。所以,面对未来科技业越来越依赖台积电晶圆制造服务的情况下,预期其整体表现也预期将因此而更加稳固,也能持续的稳健发展。

封面图片来源:TSMC