百亿美元规模芯片厂越来越少,摩尔定律受到挑战?

2018-08-30来源: 互联网关键字:芯片

据外媒报道,建设全新的先进芯片制造厂需要花费100亿乃至150亿美元资金,而世界上只有少数几家公司能够积累起这样多的专业知识和筹集如此数量的资金。


美国加州半导体晶圆代工厂商GlobalFoundries(以下简称GF)日前承认,它将不再投资于尖端7nm制造工厂。AMD也同时表示,将放弃GF并转向台积电(TSMC)生产其最新的高端处理器。



美国加州半导体晶圆代工厂商GlobalFoundries正在建设的7nm芯片工厂,现在它将转移向其他工艺节点。


GF将转而专注于投资于更古老的14nm和12nm工厂,因为它们需要的前期投资更少,技术开发负担也更低。这意味着,只剩下少数几家公司(包括台积电、英特尔以及三星)仍在竞相建造7nm芯片工厂。


科技行业分析公司Linley Group分析师林里·格文奈普(Linley Gwennap)表示:“GF越来越落后,所以AMD别无选择,只能更换代工厂商。此外,AMD多年来始终在利用台积电制造显卡,因此他们之间已经建立起牢固的合作关系。”

这一切都是在摩尔定律发生变化的背景下发生的。1965年,英特尔公司名誉退休董事长戈登·摩尔(Gordon Moore)曾预测,芯片上的晶体管数量每年都会翻一番。


几十年来,芯片行业始终在遵循摩尔定律的节拍,这一进步为智能手机提供了计算能力,而智能手机已经取代曾经占据所有房间的电脑。


英特尔高管曾表示,如果所有行业都能以芯片行业相同的速度进步,我们也许只要1加仑汽油就能到达太阳所在,用1平方公里的土地就能养活全世界人口,并以300倍光速的速度旅行。如果你觉得科技在加速发展,那不是你的想象,这要归功于摩尔定律。


GF的7nm芯片工厂内部


但摩尔本人过去曾说过,他认为我们在摩尔定律遇到技术问题之前,会首先遇到经济障碍。技术障碍也近在咫尺,甚至芯片制造巨头英特尔也不得不将其10nm芯片的大规模生产推迟到2019年(由于命名惯例的不同,英特尔的10nm芯片相当于其竞争对手的7nm芯片)。


制造越来越小的芯片正变得越来越困难,因为工程师们在更薄制造层内遇到了物理定律和单个原子行为限制。在20世纪50年代和60年代芯片工厂出现的初期,几乎每个硅谷芯片制造商都在工厂里生产自己的芯片。


他们在硅谷建立了晶圆厂,然后将晶圆组装成独立的芯片,送到劳动力成本较低的地方。不断上升的制造成本与更大的吞吐量密切相关,因此每个芯片工厂都能创造更多的收入。但是,为建设新工厂而积累的资本却变得更高。


这种趋势导致了代工企业的兴起,代工企业是指承接“无工厂”公司的设计,并在工厂中制造定制芯片的代工企业。台积电成立于1987年。起初,由于对代工企业的需求上升,该公司看到了日益激烈的竞争。但现在,由于资本成本上升,许多竞争对手选择退出。


这就是我们今天的处境,难怪台积电的市值在2017年3月首次超过了英特尔。如今,英特尔市值为2230亿美元,而台积电市值为2110亿美元。


半导体行业市场研究公司VLSI Research分析师丹·哈钦森(Dan Hutcheson)表示,GF放弃7nm芯片研发的决定,将使该公司能够专注于“全耗尽型绝缘体上硅”(FD-SOI)。在这方面,该公司对于需要低功耗、射频以及其他芯片市场所需的专门芯片上具有独特的优势。


哈钦森在电子邮件中说:“他们继续坚持此前战略根本就没有意义。AMD与台积电合作的历史很长,可以追溯到他们通过收购进入GPU领域早期。至于建设芯片制造厂的成本,现在正由150亿美元增至200亿美元。问题不在于资本,而在于找到了解领先优势的人。”


对于AMD来说,转向台积电需要些远见卓识,因为该公司不得不努力确保其处理器设计可以在台积电的工厂中制造,就像在GF工厂中制造一样容易。


Linley Group分析师格文奈普说:“由于我认为台积电的7nm芯片与英特尔10nm同级(因此优于英特尔14nm),AMD至少在明年年底之前将拥有比英特尔更好的晶体管。谁会想到呢?”


对于AMD来说,将台积电列为单一供应商生产芯片存在更高风险。台积电将不得不努力确保拥有生产AMD芯片的能力,并为现有客户提供服务。但这一转变可能会简化AMD的工程工作,因为台积电已经在生产AMD的Radeon显卡。


市场研究公司Tirias Research的分析师凯文·克雷韦尔(Kevin Krewell)表示:“AMD不得不打努力跟上前沿工艺节点技术进步的步伐,而台积电处于领先地位。我猜GF的规模不可能大到足以支付7nm所有开发成本的水平,即使有AMD作为客户。”


有媒体报道称,AMD计算机和图形部门负责人吉姆·安德森(Jim Anderson)已经跳槽,前往晶格半导体公司(Lattice Semiconductor)担任首席执行官。但格文奈普并不认为这次离职对AMD来说是个大问题,因为AMD有大量储备人才。


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