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台积电小心过度依赖 iPhone;英特尔大连工厂将进一步增资扩

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来源: 集微网   发布者:集微网
热度61票   时间:2017年5月12日 06:31
1.外资:台积电小心过度依赖 iPhone;
2.客户愈来愈集中 台积电营运受牵连;
3.iPhone需求下滑 台积电上月营收创3年来单月最低;
4.借助12nm 台积电再揽海思、联发科、NVIDIA订单;
5.英特尔大连工厂将进一步增资扩建;
6.由材料分析观点看英特尔14nm/14nm+演进

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1.外资:台积电小心过度依赖 iPhone;

今年以来苹果股价大涨 30%,市值冲破 8,000 亿美元,全球市值王地位更加巩固。苹果乐开怀,但是供应商却笑不出来。苹果为了维护自身毛利,狠砍价格,相关业者苦哈哈。

Nikkei Asian Review 11 日报导,台湾消息指出,今年第一季苹果 iPhone 7 供应商的价格,遭砍 10~20%。熟悉苹果供应链的人士透露,iPhone 销量成长放缓,不如过往 5 年强劲,定价更为困难。供应商想提高利润,或许需要走向自动化,但这并非唯一途径。

以鸿海和和硕为例,这两家公司五成销售来自苹果。2016 年 iPhone 买气走软,两家厂商的营收都出现年减。小荧幕的 iPhone 7 买气不振,更让和硕 Q1 财报欠佳,Q2 可能继续低迷。鸿海董事长郭台铭投资夏普,并跨足机器人、云端科技,想减少对苹果的依赖,但是新投资带来的收益,都远比不上苹果。

再来看台积电,尽管台积独揽苹果晶片订单,促使台积电 2016 年营收破新高,达台币 9,479.4 亿元。但是过度依赖苹果让外界忧心忡忡。细看 2016 年的台积电营收,苹果贡献了 16%,估计今年苹果贡献比重还会进一步提高到 21%。

Sanford C. Bernstein 分析师 Mark Li 强调,倘若没有苹果,台积电今年营收将骤减 20%。不仅如此,要是少了苹果,2012 年以来台积电营收扩张将减半;这段期间台积电营收成长有 42% 来自苹果。Li 警告,iPhone 是台积电的最大风险,出货若有延误或干扰,将损害台积电下半年表现。

报导指出,台积电须以 Imagination Technologies 和 Dialog Semiconductor 为鉴,这两家公司高度仰赖苹果,传出痛失苹果大单之后,股价双双惨跌。 精实新闻


2.客户愈来愈集中 台积电营运受牵连;

台积电4月营收重摔逾三成,法人指出,应是受到苹果、辉达及联发科等三大客户同步下修投片量,导致营收锐减,但前二者投片量可望自6月起增温,下半年营运可望劲升。
台积电董事长张忠谋出席第1季法说会时就曾明确指出,台积电客户愈来愈集中,因此会因少数客户库存调整影响营收表现。 当时他已预告,台积电营收会连二季下滑。

对照台积电4月营收表现,从高峰的900多亿元,跌落到600亿元以下,单月落差300多亿元,显见就是因为少数几个客户减少投片量,造成台积电单月营收剧烈波动。

法人分析,台积电第2季提到主要客户进行库存调整,以及某些客户因产品市占率遭侵蚀,是第2季营收下滑的关键。

美林证券科技产业分析师程翔指出,根据美林证券对全球科技业的库存调查,第1季结束后,无晶圆厂的库存问题未解,库存天数攀升到88天,较五年同季节平均天数多14天,更是自1997年有此调查以来最高。

好消息是,晶圆代工厂库存控制得当,为43天,低于五年同季节均值的52天。

法人观察,去年表现亮眼的辉达,因为进入新旧产品交替,第1季末投片即大踩煞车,虽然辉达昨天公布财报依旧亮眼,但新旧产品转换,让台积电订单受重创。

同样处于新旧产品交替还包括苹果。 据了解,苹果近期已减缓由台积电16奈米制程代工的A10处理器拉货,与市场正期待购买十周年特别机款全新iPhone 8相吻合。

另一手机芯片大厂联发科,也因受到高通和展讯夹击,市占率大幅滑落,在优先消化库存下,在台积电投片也同步踩煞车。经济日报


3.iPhone需求下滑 台积电上月营收创3年来单月最低;

网易科技讯5月10日消息,据国外媒体报道,由于市场对苹果重要产品iPhone需求的下滑,台湾消费电子代工厂商台积电公布了2014年以来营收最低的月度财报。

台积电今天公布的月度财报显示,其4月份销售额至569亿新台币(约合19亿美元),环比33.8%,同比下滑14.9%,创下该公司33个月以来单月最低水平。台积电是苹果重要的芯片制造供应商,该公司上个月预计其季度销售额将低于分析师预期,这其中也有部分原因是受到台湾货币坚挺的不利影响,坚挺的新台币给岛内制造商增加了负担。

苹果本月份公布的报告显示其iPhone销量陷入令人吃惊的下滑,强调在2017年晚些时候推出的新一代iPhone中需要实现突破性的功能。苹果传统上每两年就要改变iPhone的外形,不过于去年9月份发布的iPhone 7却是例外,该款产品与其前一代相比具有类似的外形和功能。这可能会鼓励更多用户保持所用设备,直到新一代产品推出。

今年经过重新设计的10周年纪念版iPhone,据称配置的是全屏幕前端和先进的有机发光二极管(OLED)显示屏。

此外,台积电还正面临来自三星电子公司等企业芯片产品日益增强的竞争。尽管打败三星电子公司成为iPhone最大的芯片集制造商,但是台积电在Android设备的芯片市场并不占据领导地位,而全球大多数智能手机使用的Android平台。

今年前4个月,台积电总营收2907.9亿新台币,较去年同期增长7.6%。

台积电预计,2017年第二季度其综合营收环比增长8%至9%。台积电高级副总裁、首席财务官何丽梅表示,由于第二季度供应链库存管理和移动产品季节性因素,第二季度市场需求环比将会更加疲软。

台积电已经将其2017年全球代工业增长幅度预期从7%下调至5%,声称供应链库存上升。不过,台积电2017年销售额增长5%至10%的目标没有改变。(天门山)                    


4.借助12nm 台积电再揽海思、联发科、NVIDIA订单;

集微网消息,全球半导体大厂 10nm 制程首战暂告一段落,由于制程工艺上的良率问题,即使是台积电或者三星,均表示进入10nm 制程绝非易事。据台湾电子时报报道,台积电 10nm 制程客户主要有苹果、联发科和海思,但是目前台积电的10nm 制程已不再接单,并将资源全部移向 12nm 制程。

由于多数 IC 客户认为10nm 制程难度高且成本贵,故而十分欢迎 12nm 制程工艺。最新消息显示,台积电的 12nm 制程已拿下NVIDIA、联发科、海思等 IC 设计大客户的不同产品线订单。其中,NVIDIA主要生产人工智能和自动驾驶等绘图处理器,包括 Xavier SoC 处理器系列 Volta GPU 芯片;联发科也已将10nm芯片转至 12nm 制程,主要是生产通讯处理器芯片。

据悉,台积电的 12nm 制程是现有 16nm 工艺的第四代缩微改良版本,改用全新名字,目的是反击三星 14nm 制程、GlobalFoundries 的 12nm FD-SOI制程,掌控 10-28nm 的代工市场版图。不过,相关消息仍需台积电正式公布。

12 nm 工艺相比于现在的 16 nm来说,不仅拥有更高的晶体管集成度,而且在性能和功耗方面进一步优化,有较大的提升幅度。GlobalFoundries 一直强调 12nm FD-SOI 制程比台积电16nm FinFET 制程成本低又省电,光罩成本更低,半导体人士认为,台积电推出 12nm 之后,将让竞争对手难有机可趁。 



5.英特尔大连工厂将进一步增资扩建;


 集微网消息,5月10日,英特尔公司在英特尔半导体(大连)有限公司正式发布DC P4500及P4600系列两款世界领先的采用3D NAND技术的全新数据中心级固态盘新产品,并宣布将对英特尔大连工厂进一步增资扩建。这两款产品主要为云存储解决方案所设计,可应用于软件定义存储及融合式基础设施,代表着世界领先水平,标志着大连市集成电路产业跃上新高度,为大连成长为世界级的存储制造中心奠定了基础。

6.由材料分析观点看英特尔14nm/14nm+演进

以材料分析观点观察英特尔14nm Skylake与14nm plus Kabylake发现,在这两代制程之间存在许多不同之处,制程上众多细微的更动调整,造就了最后的性能提升

半导体大厂英特尔(Intel)创始人之一高登‧摩尔(Gordon Moore)在1965年发表了一篇文章,提出了积体电路上可容纳的电晶体数量,将以每24个月增加一倍的规律发展,这个理论经过数次演变,成为半导体产业界奉为圭臬的“摩尔定律”(Moore’s Law)。

为了使微处理器芯片更有效率地发展,英特尔指出,每一次微缩制程的更新与芯片微结构的升级,其推陈的时机应该错开,因此于2007年提出Tick-Tock(命名源于钟摆声音)的策略模式,其中Tick代表着一代微处理器芯片[制程]上的更新,包含制程升级、缩小面积、降低功率消耗;而Tock则是在隔年以Tick的芯片制程基础,更新其微处理器[架构],例如导入新特性、新指令以及提升整体效能等。

然而,这样的模式在2016年被英特尔自己打破,起因于14nm之后制程微缩难度大幅提高,且制程技术越来越接近物理极限,在此环境下,英特尔被迫修正提出“制程、架构、最佳化”(P.A.O.)的新策略模式(如图1所示);而目前英特尔市面上推出的14nm制程产品,对应这3个世代的微处理器名称分别为Broadwell(P)、Skylake(A)、Kabylake(O)。

图1:英特尔的市场策略模式演进:左为Tick-Tock,右为P.A.O.架构 (资料来源:Intel Developer Forum 2016)

此策略另一目的在于试图把目前看似落后的10nm战线拉到2017年下半甚至更久,就在这个10nm制程大战开始前夕,本文将以材料分析的观点,切入英特尔的14nm制程技术,进一步分析其架构最佳化产品14nm以及14nm plus (14nm+)两代间的差异。

英特尔为14nm plus制程调整了部份技术(如图2所示),包括改善鳍片(Fin)的形貌、改变电晶体通道间的应变,以及整合设计与制造等,并宣称整体效能提高了12%。后续国内外许多文章报导中,多半以数据来说明其制程差异,但这较不易一窥全貌。

近年来材料分析技术日新月异,本文将利用独特的制程技术制备超薄试片,并以高解析度的穿透式电子显微镜(TEM)影像分析技术,共同呈现微小的奈米级差异,并以微区的能量散布光谱面分析结果(EDS mapping)为辅助,在图中以不同颜色呈现各种元素,让读者得以连结形貌与成份两者间的关联,从而了解制程的演进。

图2:英特尔14nm plus制程改善 (资料来源: Intel Developer Forum 2016)

SRAM大小及密度

静态随机存取记忆体(SRAM)元件的电路结构为6个电晶体(6T)组成,一般而言,4个为储存单元,2个用于控制开关,通称6T SRAM。随着材料开发的演进,越小单位面积的6T SRAM可以在同一尺寸下植入更多的记忆单元,故6T SRAM单元面积通常被视为衡量制程优劣的重要因子。我们针对高性能SRAM区域进行TEM平面图观察(如图3a、3b所示),比较两代产品的高性能SRAM差异时发现,每单元大小均十分接近,皆落在0.068um2上下,再从EDS成份分析(如图3 c、3d所示)观察,也没有明显的材料更换。比较两者的差异,推测虽然14nm到14nm plus搭载的电晶体数量没有明显更动,但却仍高出12%效能,内部应该有更细微的设计来主导效能的提升。

图3:(a)14nm SRAM区域的TEM影像;(b)14nm plus SRAM区域的TEM影像;(c)14nm SRAM区域的EDS映射图;(d)14nm plus SRAM区域的EDS映射图 (来源:泛铨科技)

内部互连尺寸微缩

虽然SRAM单元面积没有太大的变化,但借由SEM观察垂直结构变化(如图4所示),可以得知14nm plus在制程上整体厚度稍微缩减了2~3%,内部互连的各层金属垂直排列更加紧密以提升导线效能,然而这可能导致更严重的寄生电容以及讯号延迟现象,推测英特尔在14nm plus的芯片中调整了介电层材料,或者在介电层中导入空气,有效降低整体介电常数以避免相关问题。

图4:14nm金属内部互连的SEM影像:(a)14nm;(b)14nm plus (资料来源:泛铨科技)

FinFET结构与特性

进一步探讨两代制程的Fin结构进展,高解析的穿透式电子显微镜发挥极佳的解像力,从图5的影像中清楚呈现N通道金属氧化半导体(NMOS)闸极横跨在鳍状矽基板的形貌,并借量测指出鳍片线宽尺寸间距由8nm缩小到7nm,鳍片高度由42nm提升至46nm,这些改变提高整体有效通道宽度(鳍片与闸极的接触面积),进而提升效能。

图5:(a)14nm与(b)14nm plus平行闸极方向之FinFET结构TEM影像,以及其鳍片间距、线宽与高度之示意图 (来源:泛铨科技)

SiGe组成与应变

另一个值得探讨的项目是矽锗(SiGe)扮演的角色。目前的制程经常利用SiGe与Si的晶格常数差异产生应变,从而提高载子的迁移率,这使得逻辑元件在相同尺寸下,性能可以得到很大的提升。图6(a)与(b)即是14nm以及14nm plus平行鳍片方向闸极与SiGe部位的STEM影像及其EDS映射图。如果单纯以影像来看,SiGe的面积尺寸并没有太大的变异,但是从成份分析的角度上,可以清楚看到14nm的SiGe应是一个整体结构,成份浓度也呈现均匀现象。有趣的是,14nm plus中的SiGe明显呈现两种不同浓度的份成分布,相信在这个环节中英特尔导入了不一样的制程方式,推测可以得到更大应变的SiGe,使得载子的迁移率能更有效地提升。

图6:(a)14nm与(b)14nm plus平行Fin方向闸极与SiGe结构,以及其EDS元素分布映射 (资料来源:泛铨科技)

闸极大小与形貌

另一方面,根据在图6的观察发现,英特尔在新的制程中改变闸极形貌,比较两代制程,14nm plus的闸极深度更深,由原先的V型结构调整成更接近U型深厚扎实的闸极结构,填入钨(W)金属的尺寸深度差距将近2-3倍,即使宽度没有明确的缩减,这样的调整推估亦可有效增加闸极效能。

结语

以材料分析观点观察英特尔14nm Skylake与14nm plus Kabylake发现,在这两代制程之间存在许多不同之处,制程上众多细微的更动调整,造就了最后的性能提升。如今,后摩尔定律(Post Moore Law)时代已经来临,制程微缩将会面临更多的挑战,此时制程的[验证能力]在这场战争中已是不可或缺的武器,如何精准地在几个奈米的差距中找到差异,绝对是致胜关键;面对更小更困难的制程,材料分析的技术扮演着至关重要的角色,未来将跟随半导体制程微缩的脚步,一起见证下一个世代的来临。eettaiwan





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