作為世界上最大的、工藝技術(shù)頂尖的芯片代工廠,,臺(tái)積電一直以來(lái)都沒(méi)有“跨界”,,專注于代工生產(chǎn)芯片,沒(méi)有進(jìn)入設(shè)計(jì)芯片領(lǐng)域,。以臺(tái)積電的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)和技術(shù)實(shí)力來(lái)看,,想要在芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域有所成績(jī)并非難事,而臺(tái)積電遲遲沒(méi)有動(dòng),,這也是一直以來(lái)很多人覺(jué)得遺憾的地方,!
不過(guò)“常在河邊走,哪有不濕鞋”,,臺(tái)積電還是忍不住出手了并向全世界宣布:沒(méi)錯(cuò),,我臺(tái)積電自己要做芯片了!
突然的7nm芯片“This”
在本月初于日本東京舉辦的VLSI Symposium(超大規(guī)模集成電路研討會(huì))期間,,臺(tái)積電展示了自己設(shè)計(jì)的一顆名為“This”的芯片,。基本參數(shù)上,該芯片采用7nm工藝,,4.4x6.2mm(27.28 mm2),,CoWos(晶圓基底封裝),雙芯片結(jié)構(gòu),,其一內(nèi)建4個(gè)Cortex A72核心,,另一內(nèi)建6MiB三緩。

“This”芯片采用了一種雙芯片設(shè)計(jì),,這種技術(shù)可以通過(guò)添加額外的PHY來(lái)進(jìn)行擴(kuò)展,,芯片不同單元間以及不同芯片之間可以形成互聯(lián),。每個(gè)小芯片具有15個(gè)金屬層,模具本身僅為4.4毫米×6.2毫米(27.28mm2),。
臺(tái)積電采用了四個(gè)Arm Cortex-A72內(nèi)核,,針對(duì)turbo頻率大于4GHz電壓操作,配備了高性能單元(7.5T,,3p + 3n)并定制設(shè)計(jì)1級(jí)高速緩存單元,,這一模塊有兩個(gè)L2緩存塊,每個(gè)1 MiB,,這些是使用它們的高電流位單元實(shí)現(xiàn)的,,并以半速運(yùn)行。此外,,還有一個(gè)大型的6 MiB L3緩存,,使用高密度位單元實(shí)現(xiàn),并以四分之一速度運(yùn)行,。
在1.20的電壓下,,Cortex內(nèi)核可以達(dá)到4 GHz,實(shí)測(cè)最高達(dá)到了4.2GHz(1.375V),。不過(guò),,臺(tái)積電方面表示,這款芯片是為高性能計(jì)算平臺(tái)設(shè)計(jì)的,,所以其主頻才會(huì)如此驚人,。
這顆突然來(lái)的“This”無(wú)論是少見(jiàn)的高主頻,還是舊架構(gòu)新制程的搭配,,都在試圖表現(xiàn)臺(tái)積電生產(chǎn)的可靠性,。
“燒錢(qián)”狂魔臺(tái)積電
要說(shuō)做芯片,臺(tái)積電也有這個(gè)資本,。2018 年全年公司收入實(shí)現(xiàn) 337.29 億美元,,同比增長(zhǎng) 2.40%。
最新數(shù)據(jù)顯示,,臺(tái)積電2019年第二季度全球晶圓代工市場(chǎng)份額為49.2%,,近五成的市占比笑傲全球。在制程工藝上,,臺(tái)積電7nm工藝也要比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手們領(lǐng)先了一整年,,目前市面上能夠見(jiàn)到的蘋(píng)果、海思,、AMD等7nm工藝處理器都是臺(tái)積電代工生產(chǎn)的,。

臺(tái)積電能取得如此領(lǐng)先跟其舍得燒錢(qián)有關(guān),在日前上海的技術(shù)論壇上,,臺(tái)積電聯(lián)席CEO,、總裁魏哲家提到,,臺(tái)積電過(guò)去5年用于半導(dǎo)體工藝研發(fā)和生產(chǎn)的投資超過(guò)500億美元,在今年半導(dǎo)體市場(chǎng)不景氣的情況下,,投資也超過(guò)了100億美元,。
大量燒錢(qián)也推動(dòng)了技術(shù)的提升與產(chǎn)能的擴(kuò)張,2018年臺(tái)積電生產(chǎn)了1200萬(wàn)片12英寸晶圓,、1100萬(wàn)片8英寸晶圓,,其中7nm工藝晶圓產(chǎn)能將達(dá)到100萬(wàn)片,已經(jīng)成為臺(tái)積電營(yíng)收的主力,,Q1季度營(yíng)收占比超過(guò)23%,,預(yù)計(jì)今年全年占比將達(dá)到20%以上。
在工藝研發(fā)進(jìn)度上,,除了今年將會(huì)量產(chǎn)的7nm+ EUV光刻工藝,,還有6nm、7nm工藝的改進(jìn)版,。5nm工藝也將在明年上半年量產(chǎn)。更先進(jìn)的工藝方面,,臺(tái)積電的3nm工藝晶圓廠已經(jīng)在建設(shè)當(dāng)中了,,預(yù)計(jì)2022年量產(chǎn),2nm工藝也已經(jīng)正式啟動(dòng)研發(fā),。
這么多年了,,才想起來(lái)自己做芯片?
這些年臺(tái)積電雖然風(fēng)光無(wú)限,,也并不是全無(wú)顧忌,。由于7nm工藝比三星要早,臺(tái)積電拿下了7nm工藝的芯片幾乎所有的訂單,,不缺客戶的臺(tái)積電只缺產(chǎn)能,。隨著三星7nm EUV工藝的量產(chǎn),三星已經(jīng)把高通驍龍865的代工訂單搶了過(guò)去,,除此之外,,全球第二大IC設(shè)計(jì)公司NVIDIA的大單也被三星拿下,并且在報(bào)價(jià)上要比臺(tái)積電便宜不少,。
同時(shí),,全球GDP增速放緩,半導(dǎo)體行業(yè)同步放緩,。 根據(jù)臺(tái)積電自己的預(yù)測(cè),,2019年全球GDP增速將會(huì)放緩至 2.6%(2018年為 3.2%),全球半導(dǎo)體市場(chǎng)(不含存儲(chǔ)市場(chǎng))將會(huì)有1%的增長(zhǎng),,而代工廠將可能面臨持平的可能,。另有研究機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè),,2019年美國(guó),歐洲和亞太地區(qū)應(yīng)用規(guī)模經(jīng)過(guò)連續(xù)兩年的強(qiáng)勁增長(zhǎng)后將出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng),。
在追求技術(shù)投入的同時(shí),,要面臨的風(fēng)險(xiǎn)也越來(lái)越高,前景不確定的情況之下,,包含像聯(lián)電或者Global Foundries,,他們其實(shí)退出了所謂先進(jìn)制程的開(kāi)發(fā),轉(zhuǎn)回去在成熟制程上做產(chǎn)能更優(yōu)化的調(diào)配,,并不是所有的IC都要一直追求更先進(jìn)的制程工藝,。
競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的追趕,全球半導(dǎo)體腳步放緩,,追求先進(jìn)工藝存在高風(fēng)險(xiǎn)等各種因素是必須要考慮的問(wèn)題,,臺(tái)積電也在積極尋求轉(zhuǎn)型,做芯片或許是其中的一項(xiàng)計(jì)劃,。
一開(kāi)始的時(shí)候,,因?yàn)橹谱骱蜕a(chǎn)盤(pán)子太大,所以一家公司沒(méi)辦法承受,,同時(shí)制造和設(shè)計(jì)和生產(chǎn),,如果量不夠的話,建一個(gè)生產(chǎn)廠線又太浪費(fèi)錢(qián),,所以才出現(xiàn)了臺(tái)積電這種只生產(chǎn)的廠商,。如今臺(tái)積電在制造上已經(jīng)足夠強(qiáng)大,生產(chǎn)成本優(yōu)勢(shì)將是其他芯片廠商企及不到的,。目前,,臺(tái)積電還沒(méi)有明確表示自己接下來(lái)會(huì)不會(huì)出更多的芯片,但這顆“This”就足夠讓其他芯片廠商“震驚”了,!
“This”雖然采用7nm打造但不是最新最強(qiáng)架構(gòu),,目前看起來(lái)和世界主流芯片大廠有著一定差距,或者臺(tái)積電設(shè)計(jì)生產(chǎn)這顆芯片的目的,,僅僅只是為了“秀肌肉”,。但以臺(tái)積電的實(shí)力,以及近年來(lái)臺(tái)積電一步一個(gè)腳印,、厚積薄發(fā)的態(tài)勢(shì)來(lái)看,,芯片領(lǐng)域的狼真的來(lái)了!