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本土半導體提價20%搶硅晶圓;格羅方德公布7nm工藝細節;蘋果自主GPU明年初亮相

1、本土半導體提價20%跟台積電搶硅晶圓

2、攝像頭大廠OV成香餑餑,韋爾半導體擬大手筆收購

3、聯發科預計2018年起16nm將轉單一半給格羅方德

4、各類存儲器產品超搶手 下半年續看漲

5、東芝稱選擇SK Hynix因其不會竊取技術機密,但舊聞打臉

6、紫光:未與 Imagination 進行任何談判,股票已出清

7、蘋果自主GPU明年初亮相:正翻越NVIDIA/AMD兩座大山

8、GlobalFoundries公布7nm工藝細節:最大晶元尺寸700mm2

9、中國移動開通我國首個5G基站

10、SSD持續大缺,鋰電池芯下半年供貨吃緊

一、本土半導體提價20%跟台積電搶硅晶圓

由於IC原廠一直都是低庫存運營,現在交貨延後出貨急缺,產能訂單塞到晶圓廠全部滿載。全球硅晶圓缺貨嚴重,已成為半導體廠營運成長瓶頸。日前,據digitimes稱,中國本土半導體廠商新工廠進入要料階段,硅晶圓缺口再度擴大,包括合肥晶合、合肥睿力等都在向晶圓供應商提價採購物料,傳出比台積電高出20%。

晶圓代工廠商各方人馬搶翻天

硅晶圓已成為半導體產業的關鍵物資,過去10年來硅晶圓產能都是處於供過於求狀態,如今硅晶圓卻面臨缺貨,且已缺到影響半導體廠生產線運作,尤其是12寸規格硅晶圓,包括晶圓代工、DRAM、NAND Flash及NOR Flash廠等各方人馬搶翻天。

伴隨智能手機、物聯網和車用電子快速崛起,指紋識別、MCU、模擬IC和LCD驅動IC等對半導體硅晶圓的需求大增,2016年出貨量已連3年成長,同時創下歷史新高。

由於IC原廠一直都是低庫存運營,現在出貨急缺,產能訂單塞到晶圓廠全部滿載。市場需求增加,供應端產能卻未同步增加,導致半導體硅晶圓、硅晶圓用磊晶、DRAM、NAND Flash及NOR Flash今年來出現罕見同時供應吃緊的情況。

近期,整個硅晶圓產業的漲價效應,正快速從12寸向8寸與6寸蔓延,而且8寸的漲勢似乎更強,缺口更為嚴重,至於6寸也是全滿,主要是電源IC、汽車電子的需求最為強勁。

中國大陸半導體投資大增,帶來的新需求驚人,今年第1季的報價持續走揚,第2季再度上調,半年來累計的漲幅達25~35%,且漲勢一路從12寸向8寸、6寸蔓延,甚至連測試片都漲翻天,光阻液等其它先進位程材料也跟隨出現快速上漲。

世界先進表示,2017年營運恐無法如期成長,部分原因是硅晶圓短缺,且預期將一直缺到年底;華邦透露,過去因付款和取貨信用良好,這一波將簽保障長約;旺宏則指出,硅晶圓很缺,且短期內無法紓解,公司政策是無論加價多少,都要買到足夠的量。

信越日前對台積電、聯電、英特爾、GlobalFoundries等半導體大廠提出簽3年長約,然這幾家大廠為確保未來擴產無虞,仍積極尋求其他硅晶圓供應商貨源。

由於第3季主流64層和72層3D NAND產能將大量開出,三星、美光、SK海力士(SK Hynix)、東芝之間的戰火急升溫,第三季度Polished wafer裸晶圓合約漲價幅度已經超過20%。

日前,據digitimes稱,隨著晶圓代工廠商旺季來襲,中國本土半導體廠商新工廠進入要料階段,硅晶圓缺口再度擴大,包括合肥晶合、合肥睿力(合肥三鑫DRAM廠改名了)等都在向晶圓供應商提價採購物料,傳出比台積電高出20%。

供應商透露,台積電下半年的測試晶圓價格談到約75~80美元,但大陸多家半導體新兵非常擔心沒有足夠的測試晶圓來試產,包括下半年將進入生產的合肥晶合(力晶和合肥市政府合資),以及合肥存儲器陣營的代表睿力等,很多陸廠都提出溢價20%,超過90美元的高價來跟台積電搶料。

過去量產硅晶圓的價格是高於測試晶圓,當量產晶圓約70美元的時候,測試晶圓約50~60美元,但現在測試晶圓每季調漲的幅度兇猛,價格已經超越量產晶圓,且進入10納米和7納米後,測試晶圓的消耗量遠遠高於過去每一個製程世代,導致這一次全球12吋測試晶圓瘋狂缺貨。

如何分配產能,業者很頭痛

全球半導體硅晶圓產業在經過2008年前後那波擴產後,導致價格從2009年起的1.04美元(每平方英寸),一路崩跌到去年第4季的0.67美元才見反彈。這段時間,供貨商陸續退出市場,從昔日最高峰的20多家縮減整並至6家。

半導體廠商指出,過去硅晶圓廠虧損累累,不願新增產能,近幾年高階製程熱潮崛起,對硅晶圓規格要求拉高,可提供10、7納米規格硅晶圓的廠商寥寥可數,讓高階製程硅晶圓變成洛陽紙貴,加上全球瘋狂擴產3DNANDFlash,以及大陸半導體12寸廠擴建朝,更讓全球硅晶圓陷入瘋狂缺貨窘境,漲價潮從12寸硅晶圓蔓延至8、6寸硅晶圓,每季都有約10%漲幅。

不過,硅晶圓廠強調,這波硅晶圓漲價,硅晶圓佔台積電等晶圓代工廠成本也只不過才5~6%,相較過去在90納米世代,一片硅晶圓賣價200美元,硅晶圓占製造成本近10%,今年硅晶圓漲價對晶圓製造廠,尤其是先進位程佔比高的台積電,增加的成本有限,也是廠商認為在缺貨問題到明年未能解決下,還有再漲的空間。

隨著車用電子、電源管理晶元、內存與感測器等需求不斷增加,晶圓製造廠12寸產能持續擴增,半導體硅晶圓供不應求態勢明確。廠商估計,今年硅晶圓上半年漲幅30%,下半年雖然漲幅收斂,但估計今年漲幅也達40%以上。

目前,全球硅晶圓已集中在前五大供貨商手中,包括信越半導體、勝高、台灣的環球晶、德國的Silitronic、南韓LG等,全球市佔率達92%,其中勝高是台積電最大供貨商,其次是信越,但信越全球市佔高達27%,略高於勝高的26%。

幾大供貨商都表示,「最近很頭痛如何分配產能的問題。」勝高和信越已經和半導體大廠簽訂三年長約,優先供應美、日、韓、台企業,SK海力士也將影像感測器設計子公司Siliconfile的事業目標變更為晶圓代工設計公司。

硅晶圓漲價傳導,洛陽紙貴

根據研調機構Gartner預估,光是2016到2019年,中國興建的半導體廠高達20座,SEMI的統計更為樂觀,預計2017至2020年間,當地會有26座新廠。2017-2018年中國大陸預計新增12寸產能89.5萬片/月,是現有產能的288%。其中中國大陸產商,武漢新芯、長江存儲、合肥長鑫、晉華集成、中芯國際等合計產能是75.5萬片/月,佔比2017-2018年新增產能的84.3%。

為爭取此一龐大商機,台灣已有不少硅晶圓廠和設備廠前往設廠,就近提供服務,並爭取當地官方或產業基金支持,搶食市場需求核心。

台灣環球晶圓董事長徐秀蘭表示,這一波漲價看起來是一季比一季好,預計可一路延續到2019年。另外一家供應商台勝科技更直言,整個產業的能見度已達2018年。通過連續收購其它晶圓供應商美國GlobiTech、東芝Covalent、Sun Edison,按照產能計算,環球晶圓目前是全球第三大供應商。

日前,環球晶圓與日本半導體設備廠Ferrotec合作,在中國大陸布局8英寸半導體硅晶圓製造。其中,環球晶圓提供技術支持和對外銷售並不出資,Ferrotec負責製造生產的模式。

據悉,環球晶圓的8英寸月產能為120萬片,全球市佔率約22%;而Ferrotec的第一期月產能為15萬片,終極目標則為45萬片。同時,台灣合晶桃園龍潭生產基地8英寸硅晶圓月產能達20萬片,旗下上海合晶引進中國產業資本興港融創共同投資,在河南鄭州興建月產量20萬片的8英寸廠,第一階段先投入人民幣4億元,預定7月下旬動土,明年底就可望投產。

去年,中國福建宏芯曾有意收購全球第四大硅晶圓供應商德國Silitronic公司,由外購轉內需,補足供給缺口,不過遭到美國政府阻撓。

目前,上海新昇半導體首根300mm(12寸)硅棒出爐。新昇半導體一期投入後,預計月產能為15萬片12英寸和5萬片8英寸矽片,最終將形成300mm矽片60萬片/月的產能,年產值達到60億元。

二、攝像頭大廠OV成香餑餑,韋爾半導體擬大手筆收購

近日,上海韋爾半導體股份有限公司(以下簡稱韋爾公司)發布重大資產重組進展公告,股票已於2017年6月5日起連續停牌,預計不超過一個月。

有消息稱,韋爾公司停牌的舉動是為了收購攝像頭大廠OminiVison(以下簡稱OV)。6月25日,行業分析師孫昌旭於微博上證實了這一點,並透露目前雙方正在進行洽談。

OV,美商半導體公司,中文名豪威科技,成立於1995,專業開發高度集成CMOS影像技術。OV長期致力於為微電子影像應用設計和提供基於CMOS影像晶元(CameraChip)的解決方案,是領導市場的獨立供應商。該公司的CMOS感測器產品主要應用在手機、數碼相機、遊戲機、汽車、電腦攝像頭、可視電話、監視器等。

但是最近幾年,由於索尼、三星在市場上造成的衝擊,OV產品市場被壓縮,淪為潛在被收購對象。

在韋爾公司之前,中國財團曾於2015年5月計劃出資19億美元(約合人民幣130億)收購OV,最終失敗。此後,北京君正也曾為了收購這家攝像頭大廠而停牌10個月,並給出了126.22億元人民幣的收購價,今年3月在中國證監會的干預下也以失敗告終。

如果韋爾公司能夠拿下OV,無疑會讓中國在CMOS影像技術方面實現跨越。而鑒於前兩個案例,韋爾公司的OV收購路肯定也是道阻且難。

三、

聯發科預計2018年起16nm將轉單一半給格羅方德

2017 年 4 月份,有平面媒體報導,IC 設計大廠聯發科將在 6 到 8 月份期間縮減代工廠台積電 28 納米 2 萬片訂單的消息。該消息雖然聯發科以不評論該事件而沒有進一步的證實。但是如今,根據《科技新報》所掌握的獨家消息指出,聯發科不但即將在近期因為調整庫存的因素,縮減對台積電 16 納米的訂單,並且預計在 2018 年起將該部分訂單一半轉給台積電的競爭對手格羅方德 (GLOBALFOUNDRIES) 生產,以搶救逐漸下滑的毛利率。

根據消息人士指出,聯發科祭旗將對台積電 16 納米製程訂單縮減的關係,在於聯發科為了調整庫存所下的決定。而聯發科採用台積電 16 納米製程生產的是 P20 及 P25 的晶元,這方面的量佔台積電 16 納米的產能比率原本就不大。因此,預估將對台積電的整體營收不會造成太大的影響。只是,聯發科後續預計將把這部分訂單一半轉移給格羅方德生產的後續效應,這才是後續比較需要長期觀察的重點。

事實上,聯發科近期以來,毛利率從高峰的 43.5%,一路下滑到2017年第一季的 33.5%,這也使得聯發科在 2016 年的稅後凈利下跌了 7% 的幅度。因此,恢復毛利率就成為現階段聯發科經營的重點。聯發科董事長蔡明介在 2017 年的股東大會上也表示,在未來公司一到兩年的復甦期當中,最重要的任務就是先搶 「毛利率」,再攻 「市佔率」。所以,如何透過各種方式來恢復毛利率,即成為當務之急。

據消息人士表示,由於格羅方德開出較台積電低兩成以上的代工價格爭取聯發科的訂單,這對於急於改善毛利率的聯發科來說具有其強大的吸引力。因此,兩者間相關的談判目前已經接近完成的階段。屆時,聯發科將預計會把 16 納米的訂單由台積電轉移一半到格羅方德手上。不過,雖然格羅方德的 16 納米價格較台積電為低,但是消息人士指出,格羅方德的製程穩定度是不是能滿足聯發科的需求,這還必須有待後續的觀察。

四、各類存儲器產品超搶手 下半年續看漲

隨著應用不斷擴大,及系統產品內建容量持續擴增,今年來半導體硅晶圓、磊晶與內存等多項產品市況熱絡,在供應持續吃緊下,各項產品下半年價格依然看漲。

南亞科總經理李培瑛說,第2季DRAM市場狀況穩定,下半年需求將比上半年好,對第3季並不悲觀。

需求增加,供應端產能卻未同步增加,導致半導體硅晶圓、磊晶、動態隨機存取內存(DRAM)、儲存型快閃記憶體(NAND Flash)及編碼型快閃記憶體(NOR Flash)今年來出現罕見同時供應吃緊的情況。

隨著時序逐漸步入傳統旺季,加上短時間新產能增加有限下,包括硅晶圓等半導體產品下半年供應吃緊情況依然無法舒緩,缺貨情況甚至可能更加嚴重,各產品價格持續看漲。

DRAM廠南亞科總經理李培瑛即說,第2季DRAM市場狀況穩定,下半年需求將比上半年好,對第3季並不悲觀。

市調機構集邦科技預期,下半年全球伺服器出貨量可望成長約1成,短期內存供貨吃緊情況難解,預估第3季伺服器內存價格應可較第2季再漲3%至8%。

內存控制晶元廠群聯董事長潘健成也預期,下半年隨著蘋果(Apple)新機狀況趨於明朗,非蘋陣營手機廠備貨需求湧現,NAND Flash需求將會1個月比1個月強,可能會缺貨到年底。

至於NOR Flash,華邦電董事長焦佑鈞表示,NORFlash供不應求,估計缺貨情況將延續到明年中,產品價格有上漲趨勢。 集邦科技預估,第3季NOR Flash產品價格將上漲2成水平。

全球第3大半導體硅晶圓廠環球晶圓董事長徐秀蘭說,目前包括6吋、8吋與12吋硅晶圓市場需求都非常好,其中,8吋與12吋硅晶圓訂單能見度已達明年。

徐秀蘭認為,這次半導體硅晶圓景氣應是10年1次的超級大循環,她預期,現在供需還不到最緊的時候,最緊的時間應落在2019年。

漢磊董事長徐建華說,磊晶產能同樣供不應求,隨著硅晶圓漲價,磊晶產品也將調漲售價,反應成本增加。

五、東芝稱選擇SK Hynix因其不會竊取技術機密,但舊聞打臉

隨著東芝官方公布初步結果,持續了將近半年的NAND業務出售一事漸漸畫上了句號,貝恩資本、INCJ、SK Hynix組成的美日韓聯盟勝出了,此前被看好的博通/銀湖資本已經退出,台灣鴻海、美國西數對東芝的結果不依不饒,郭台銘甚至直指競標過程有黑幕,但恐怕很難改變這個結果了。為何東芝寧願背著黑箱操作的罵名也要選擇SK Hynix而非鴻海、西數?東芝董事長對外表示選擇SK Hynix是因為不會導致東芝技術外泄,不過他這番表態被媒體懟了,因為三年前SK Hynix還因技術竊密問題而賠償東芝。

東芝出售NAND快閃記憶體業務一開始就不是單純的商業行為,因為東芝是全球第二大NAND快閃記憶體企業,而且是NAND技術的發明人,常看新聞的玩家可能也注意到東芝在NAND快閃記憶體上走的路線不同,他們使用的是BiCS(Bit Cost Scaling)技術,強調的就是隨NAND規模而降低成本,號稱在所有3D NAND快閃記憶體中BiCS技術的快閃記憶體核心面積最低,也意味著成本更低。

考慮到先進技術的意義,東芝出售NAND業務也讓日本政府異常關注,所以東芝出售NAND業務潛在的條件就是任何可能導致日本先進技術外流的收購都不太可能被批准。這個問題其實早就明朗了,東芝董事長綱川智上周末在媒體會議上也公開了選擇SK Hynix公司的理由——SK Hynix公司承諾只提供資金,不尋求擁有表決權,因此不會參與、干預東芝公司運營,所以東芝相信他們能夠防止技術外流。

不過SK Hynix公司真的對東芝NAND技術沒興趣?東芝董事長的表態遭到了日經新聞的質疑,原因就是2014年東芝、SK Hynix公司發生過一次商業竊密糾紛。2008年一名東芝公司的52歲工程師偷偷複製了機密的NAND資料,然後離職跳槽到SK Hynix公司,將資料交給了SK Hynix之後又離開了SK Hynix公司。東芝公司隨後發起了指控,並在當年3月份起訴了SK Hynix公司,索賠上千億日元。

最終東芝與SK Hynix公司達成了和解,SK Hynix公司賠償東芝公司330億日元。

有這個前車之鑒,東芝這番表態確實容易遭人質疑。事實上東芝選擇SK Hynix也確實很有槽點,這兩家公司本來就有競爭關係,如果說東芝擔心技術外流,那麼博通/銀湖資本也沒有問題,而且互補性很高。

如果沒什麼重大變化了,東芝公司預計在本月底與美日韓聯盟簽約,正式確定賣身協議。不過出局的東芝、西數還沒有放棄,還在爭取最後的機會。

六、紫光:未與 Imagination 進行任何談判,股票已出清

英國 GPU IP 大廠 Imagination Technologies Group PLC 連續第 2 個交易日走高,6 月 23 日大漲 18.96%、收 171.0 便士,續創 3 月 31 日以來收盤新高;兩天累計漲幅達 38.5%。

英國金融時報報導,Imagination Technologies 22 日宣布有意尋找買家。報導指出,可能出手收購的企業包括:英特爾(Intel)、聯發科(MediaTek)、CEVA、高通(Qualcomm)、紫光集團、JAC Capital、軟銀(SoftBank)、Google 以及蘋果(Apple Inc.)。Liberum 分析師 Janardan Menon 認為,將 Imagination 賣給中國官方支持的企業可能面臨法令監管問題。

英國金融時報曾報導,紫光集團因擔心美國外資投資委員會(CFIUS)可能會展開調查而放棄收購美國數據儲存技術公司 Western Digital 股權。

紫光集團(Tsinghua Unigroup Ltd)6 月 23 日發布 3 點聲明:1. 紫光集團及下屬企業從未與 Imagination Technologies 展開任何談判、2. 目前,紫光集團及下屬企業未持有 Imagination Technologies的股票、3. 紫光集團及下屬企業曾經持有的 Imagination Technologies 的股票已全部售出。

七、

蘋果自主GPU明年初亮相:正翻越NVIDIA/AMD兩座大山

「掌握核心科技」不僅僅是一句口號,更關乎命運,比如對於手機廠商而言,沒有核心技術不客氣滴說就只是個組裝廠,因此無論高通、三星、蘋果,還是華為、小米,都在全力研發自己的處理器。

蘋果在這方面無疑是相當優秀的,自主設計的CPU不但總是能用上最新架構和技術,性能也一直卓爾不群,現在更是打上了自主GPU的主意,已經明確宣布將徹底放棄Imagination PowerVR方案,導致後者甚至不得不考慮「賣身」。

其實,蘋果使用的PowerVR GPU也一直都是獨家首發的定製方案,技術和性能都遙遙領先,一旦自主設計,更加不可限量。

但是,自主GPU相比於自主CPU的難度可大多了。舉個簡單的例子:三星Exynos處理器裡邊的自主CPU早已名揚天下,和高通驍龍平起平坐,但三星搞了好多年了,一直沒能搞定自己的GPU。

根據微博網友@i冰宇宙 的最新曝料,預計蘋果會在明年初公布自主設計的GPU,目前正在和GPU領域的兩座大山NVIDIA、AMD談判專利許可事宜。

按照蘋果的說法,在未來一兩年內,他們還會繼續使用PowerVR,但既然明年初就能宣布,那就意味著最快明年秋天「iPhone 9」里的「A12」就能用上自主GPU!慢的話後年也能搞定了。

NVIDIA、AMD是圖形行業的兩大巨頭,雖然進軍移動領域很不順利,但手中握有無數的圖形技術專利,無論誰涉足GPU都繞不開他們倆。

@i冰宇宙 也在和網友的互動中透露,蘋果自主GPU已經設計好了架構,目前最要緊的就是把專利授權談下來,這麼看只要能儘快搞定NVIDIA、AMD,很快就能投入實用。

八、GlobalFoundries公布7nm工藝細節:最大晶元尺寸700mm2

半導體公司GlobalFoundries最近公布了有關其7nm製造工藝的細節。正如去年9月的公告指出,它將擁有多代7nm FinFET製造工藝,其中包括使用EUV技術的先進位造工藝。GlobalFoundries宣布,其7LP技術將拓展到三代,使客戶能夠生產面積為700mm2的晶元。據悉,首批採用7LP工藝的晶元將於2018年下半年開始試產。

7 nm DUV

GlobalFoundries首先重申了其第一代7nm製造工藝的細節。該工藝用到了深紫外線(DUV)光刻法,氟化氬準分子激光器工作的波長為193nm。相比它現有的14LPP工藝,7nm工藝在功率和晶體管數量相同的前提下,可以帶來40%的效率提升;或者在頻率和複雜性相同的情況下,將功耗降低60%。

GlobalFoundries目前正在重點嘗試兩種方法——門控制和降低電壓,來降低晶元的功耗。採用7LP工藝的晶元將支持0.65-1V的電壓,這一數值低於採用14nm工藝的晶元。此外,7LP晶元還擁有更加豐富的門控制功能。

7LP工藝在壓縮成本和縮小尺寸兩方面取得的進展不甚匹配。一方面,與14LPP工藝相比,7 nm DUV可將晶元尺寸縮小超過50%。考慮到後者採用的是20nm後段製程互聯線系統,這並不出人意外。但由於7 nm DUV涉及多層,要求3-4重圖形;GlobalFoundries表示,根據不同應用場景,7 nm DUV只能將晶元功耗降低30-45%。

GlobalFoundries之所以將其7nm工藝稱作7LP,是因為它定位於高性能應用,而不僅僅是智能手機的SOC晶元,這與台積電探索7nm工藝的方向不同。GlobalFoundries旨在用7LP技術生產包括用於高性能計算的CPU、GPU、移動SoC,以及用於航空航天、國防和汽車的高性能晶元。這意味著,除了提高晶體管密度(主流設計高達1700萬門/ mm2)和頻率,GlobalFoundries還需要將7LP晶元的最大尺寸,從目前的650mm2提升到約700mm2。而事實上,晶元的最大尺寸受到很多工具的限制。

GlobalFoundries幾個季度前就開始用7nm工藝為客戶製造測試晶片了。它的客戶正在使用這些晶元,而它則計劃於2018年初將晶元推向量產。GlobalFoundries的客戶目前使用的是0.5版本的7nm工藝製程設計套件(PDK),今年晚些時候,它將發布接近最終版本的v. 0.9版PDK。值得注意的是,像AMD這樣的大客戶並不需要GlobalFoundries的最終版本PDK,就能將CPU和GPU的開發工作進展到一定節點。因此,GlobalFoundries談到計劃將7nm工藝商用時,指的主要是 fabless供應商等早期採用者。

除了PDK,GlobalFoundries的7LP平台還針對ARM CPU IP、高速SerDes(包括112G),2.5D/3D封裝選項,準備了豐富的許可文件包。對於大客戶,GlobalFoundries已經準備好了於2018年將7nm DUV工藝商用化。

Fab 8已經為7LP做好了準備

說到量產,今年早些時候,GlobalFoundries曾宣布計劃擴充Fab 8的產能。目前Fab 8的晶圓月產能約為60000片,它希望擴充產能後,14LPP的產量能增加20%。

GlobalFoundries的擴張計劃並不包括擴張廠房,這意味著它打算通過安裝更加先進的掃描儀來增加產能。GlobalFoundries沒有公開它使用的設備的細節,但可想而知,擁有更高輸出以及更強覆蓋和聚焦性能的新型掃描儀,也將在量產基於4重圖像的7nmDUV時起到選擇層的作用。

除了更先進的ASML TWINSCAN NXT DUV設備,GlobalFoundries還計劃於今年下半年在Fab 8中安裝兩台TWNSCAN NXE EUV掃描儀。這一點事關重大,因為目前晶圓廠尚未使用EUV工具。另外,由於光源等方面的原因,EUV設備要比DUV設備佔據更大的空間。

EUV:仍存在許多問題

超薄工藝中多重圖像技術的運用,是晶元製造行業需要使用13.5nm極紫外波長光刻的原因之一。晶元製造行業一直以來致力於開發適用於量產的EUV工具,雖然最近取得了重大進展,但EUV尚未實現規模化。這正是GlobalFoundries對多代EUV採取謹慎態度的原因。必須牢記一點,GlobalFoundries並未對其7nm工藝的迭代正式命名,它只談到了「兼容EUV的7LP平台」。因此,本文中對7nm工藝的分代,只是為了方便大家理解。

據了解,ASML已經開發了幾代EUV掃描儀,並展示了功率為205w的光源。最新升級的TWINSCAN NXE掃描儀可用性已經超過了60%,根據GlobalFoundries的說法,達到了可以開始部署的水平。TWINSCAN NXE掃描儀的可用性最終將提升至90%,與DUV工具一致。

但與此同時,EUV光掩模的保護膜、掩模缺陷以及EUV抗蝕劑方面仍然存在隱憂。一方面,目前的保護膜僅適用於每小時85個晶片的生產率(WpH),而GlobalFoundries今年的計劃是達到125WpH。這意味著現有的保護膜無法應對量產所需的強大光源。保護膜上的任何缺陷都可能對晶片造成影響,並顯著降低產量。英特爾公司此前展示了可以承受超過200次晶圓曝光的膠片光掩模,這些膠片何時可以量產目前還不得而知。另一方面,由於抗蝕劑的缺失,大功率光源需要符合要求的直線邊緣粗糙度(LER)以及均勻的局部臨界尺寸(CD)。

第一代7 nm EUV技術:提高產量,縮短周期

鑒於以上擔憂,GlobalFoundries將開始為選擇層插入EUV,以減少多重圖像的使用(如果可能的話,徹底消除四重圖像),從而提高產量。目前,它尚未透露將於何時開始使用EUV工具進行生產,只說要等到「準備就緒」以後。不過看起來EUV工具難以在2018年以前準備就緒,因此猜測GlobalFoundries最早也要到2019年才會使用EUV技術是合乎邏輯的。

這樣的做法很有意義,因為它使得GlobalFoundries能夠提高客戶的產品,並進一步了解,如何將EUV應用於量產。在最理想的情況下,GlobalFoundries將可以使用7nm EUV技術生產針對7 nm DUV設計開發的多重圖像晶元。但是,應該牢記兩點。 首先,半導體開發商每年都會發布新產品。 第二,GlobalFoundries最早也要在發布首款7nm DUV晶元幾個季度後,才會將EUV工具插入生產流程。因此,GlobalFoundries生產的首款基於EUV的晶元極有可能是全新設計,而非原本採用全DUV工藝製造的晶元。

第二代7nmEUV工藝:更高的晶體管密度

GlobalFoundries何時將推出下一代7nm EUV工藝,取決於行業能夠多快解決EUV掩模、保護膜、CD均勻性以及LER等方面的挑戰。

GlobalFoundries的第二代7nm EUV製造技術,將具備更好的LER和解析度。它希望藉此實現更高的晶體管密度、更低的功耗以及更高的性能。儘管這項工藝背後的技術仍帶有實驗性質,但GlobalFoundries也沒有說何時能夠解決面臨的問題以及向客戶提供合適的服務。

最後,第3代7LP可能會引入新的設計規則,以實現更小的尺寸、更高的頻率和更低的功耗。我希望向這一代技術的過渡能夠與IC設計人員無縫對接。畢竟,絕大多數設計人員仍在使用DUV。唯一不確定的是,GlobalFoundries是否需要在Fab 8中安裝TWINSCAN NXE掃描儀,用於第二代7 nm EUV工藝。

5nm EUV:可調節柵極 – GAA FET

GlobalFoundries公布7LP平台計劃的前一周,IBM和它研究聯盟的夥伴(GlobalFoundries 和 Samsung)展示了一片採用5nm工藝製造的晶圓。晶圓上的IC是用硅納米片晶體管(也稱GAA FET)構建的,它們看起來未來還可以用於構建半導體模塊。當然,最大的問題是要等到什麼時候。

由IBM、GlobalFoundries和Samsung開發的GAA FET技術,以每個晶體管四個門的方式堆疊硅納米晶元。GAA FET技術的關鍵點在於納米晶元的寬度可以在單件製造過程或設計階段進行調節,從而微調晶元的性能和功耗。IBM聲稱,相比10nm工藝,5nm工藝在相同功耗和複雜性的前提下能夠帶來40%的性能提升,或者在相同頻率和複雜度的條件下,降低75%的功耗。但必須牢記一點,儘管IBM加入了研究聯盟,但它的公告並不能反映GlobalFoundries和三星研發製程工藝的真實進度。

IBM、GlobalFoundries和三星聲稱,它們使用EUV對GAA FET進行了調整。這是合乎邏輯的,因為這三家公司在SUNY理工學院的NanoTech綜合大樓使用ASML TWINSCAN NXE掃描儀進行了研發工作。從技術上來說,假設能夠得到正確的CD、LER和周期等,用DUV設備生產GAA FET是可行的。不過5nm工藝設計對EUV工具的依賴程度還有待觀察。

研究聯盟的三大成員都沒有談到5nm 量產的時間框架,但外界普遍認為,5nm EUV最早也要到2021年。

幾點看法

總而言之,根據最近發布的一系列公告,EUV技術看起來越來越有可能走出實驗室,投入批量生產。就在剛剛過去的幾周,GlobalFoundrie和它的兩家合作夥伴就EUV技術發布了幾個公告,聲稱它是未來的一部分,但這並不意味著他們沒有B計劃——多重圖像方案。目前來看,EUV技術是它們中期計劃的一部分,而非長期計劃。儘管如此,沒有人能夠說出EUV投入量產的最終日期,我們唯一知道的就是要等到「準備就緒以後」。

正如GlobalFoundries之前所說,將EUV設備插入其製造流程是一個循序漸進的過程。它計劃於今年安裝兩台掃描儀,用於接下來幾個季度的量產,但除此之外並未宣布更多信息。儘管EUV技術前景一片光明時,但相關技術卻還沒有成熟,而且目前沒人知道它何時才能滿足量產所需的必要指標。

說到7LP平台,有趣的是,儘管7LP平台支持超低電壓(0.65 V),且能夠勝任移動應用;GlobalFoundries卻主要定位於高性能應用,而不是像其他晶元廠商一樣,定位於移動SOC。從性能/功率/晶元面積角度來看,儘管7LP製造工藝看起來相當有競爭力,但GlobalFoundries的合作夥伴將如何運用該技術還有待觀察。

九、

中國移動開通我國首個5G基站

此前,香港《南華日報》報道三大運營商七年內預計將會在5G基礎設施建設上投入1800億美元。作為5G網路建設的急先鋒——中國移動更是花了大把的金錢、人力、物力用在了5G網路的建設上,那麼它目前取得了什麼成果?

近日,中國首個 5G 基站在廣州大學城開通。據多方了解,該基站是為迎接即將開幕的 2017 世界移動大會,廣東移動聯合設備廠商在廣州大學城開展 5G 外場測試而開通。據透露,在廣東移動5G外場環境下,5G網路速率穩定維持在2Gbps以上,這意味著,一眨眼的功夫就能下完一部高清電影。

按照廣東移動的規劃,將在廣州大學城體育場、圖書館、食堂、實驗樓、教學樓等七個地點部署測試站點。此次開通的5G基站基於5G新空口協議,在外場測試中尚屬全國首次,可謂名副其實的5G基站。我國第一個5G基站的開通,標誌著5G進程又邁出關鍵一步。

按照移動的5G時間表,中移動 2017 年將啟動 5G 外場試驗,2018年啟動5G網路預商用試驗,2019 年進行商用化規模試驗,力爭在 2020 年實現 5G 網路規模商用的目標。

中國移動5G布局時間表

2013年年初,我國政府發起成立了IMT-2020(5G)推進組,中移動則是最早參與其中的唯一一家運營商。

2014年,中國移動公開表示將支持5G項目發展。中國移動將在5G標準制定、技術驗證、產業鏈構建和產品成熟等方面加強工作。

2016年2月,中國移動聯合華為、高通、中興、Intel、愛立信等合作夥伴成立了中國移動5G聯合創新中心,推出了業界首款3.5GHz頻段5G原型基站、FlexRAN平台等多個5G網路的最新研究成果。目前中國移動5G聯合創新中心已由最初的11家增至42家。

2016年6月,中移動和諾基亞在中德一場技術會議上籤署了一份15億美元框架協議。協議透露,諾基亞將為中國移動部署5G就緒的AirScale基站解決方案。該方案能夠使多種無線技術在一座基站中同時運行,並能夠提供支持5G速率及滿足IoT需求的無限的可擴展性。

2016年11月中旬,華為主的Polar碼被正式採納為5G eMBB場景的控制信道編碼方案,中國移動作為背後支持的一員。之後,中國移動牽頭的「下一代系統架構設計」也在3GPP系統架構組會議上正式通過,成為該項目的唯一報告人。

2016年11月下旬,IMT-2020(5G)推進組在北京正式發布了5G技術研發試驗第二階段的技術規範,中國移動則進一步明確5G商用時間表,公布2017-2020部署細節:2016年啟動5G技術試驗、標準定製及產品開發;2017、2018年將分別啟動外場試驗,並開展面向商用化規模實驗;到2020年,中國移動將按照國家規劃,完成5G的規模商用。

2016年12月,中國移動在廣州中國移動全球合作夥伴大會上表示:5G網路有望於2020年正式進入商用階段。

2017年2月22日,中國移動與中興通訊、高通宣布合作協同,將於2017年下半年在中國開展基於5G新空口(5G NR)規範的互操作性測試和OTA外場試驗,該試驗旨在推動無線生態系統實現5G新空口技術的大規模快速驗證和商用。

2017年2月底,在MWC2017大會上,中國移動聯合英特爾、愛立信、AT&T、NTT DOCOMO、沃達豐等發布聯合宣言,將推動5G全球統一標準。中國移動並在大會上表示,將在2017年推出一個新階段的5G現場試驗,2018年進入商業前試用,2020年進入5G商業服務發展。中國移動聯合愛立信利用關鍵5G核心網技術,在會場展示5G智能工廠。此外,諾基亞還聯合中國移動展示了利用獨立5G端到端系統網路技術所交付的電子醫療(eHealth)解決方案。

2017年3月,中國移動總裁李躍在MWC 2017的GTI全球峰會上表示,正在組建面向目標網路的NovoNet試驗網,預計2018年啟動規模商用,2020年實現主要網元的網路功能虛擬化。

2017年6月,中國移動在廣州大學城開通我國首個5G基站。

十、SSD持續大缺,鋰電池芯下半年供貨吃緊

神基董事長黃明漢指出,下半年營運審慎樂觀,有機會較2016年同期成長,包括強固型工業電腦、綜合機構件與車用零組件三大業務全部走揚,唯一變數在關鍵零組件缺料,其中SSD持續大缺,鋰電池芯供貨吃緊,均可能對下半年營運增添逆風。預估下半年將較上半年成長2成以上。

黃明漢指出,7、8月車用零組件廠因為氣候過於炎熱暑休,預計9月營運恢復正常,強固型電腦也是第3季末轉強,至於機構件出貨也類似此狀況,然預估2017年下半仍將較2016年成長5~15%之間。法人指出,神基從9月起的營運爆發力,可以期待。

神基旗下共有3大業務,強固型工業電腦、以機殼為主的綜合機構件,以及車用零組件,黃明漢表示,下半年為消費性電子傳統旺季,強固型電腦出貨動能,預估將在第3季底至第4季出貨轉強。法人分析,強固型工業電腦獲利結構較佳,下半年走強,將有利於神基獲利表現。

近期關鍵零組件缺貨,下半年恐造成衝擊,黃明漢表示,SSD供貨缺口較大,至於鋰電池芯,因為電池廠商將產能移轉給電動車,造成排擠效應,部分規格的鋰電池供貨吃緊,此部分尚難確定對供貨的影響性,然客戶訂單相對明確。

黃明漢指出,下半年原本就是強固型產品的傳統旺季,政府部門與企業為防範駭客,近期對資安帶動需求增強,尤其是雙重生物識別功能,包括臉部與虹膜識別的需求,預估將會帶動一波商用機種的更新動能。

至於綜合機構件的部分,神基主攻塑膠、高玻纖機殼,過去受到NB出貨下滑影響,相關塑膠機殼廠訂單萎縮,在經過產業淘汰洗牌後,塑膠機殼產業相對穩定,而神基專註於高價的高玻纖機殼,預計下半年也會成長。

除高玻纖機殼外,神基也開始出碳纖機殼,主要給商用高端NB機種,取代原本的金屬材質。黃明漢指出,碳纖機殼生產過程中的環保議題相對金屬材質少,然客戶機種需要轉換時間,且神基的產能也需調整,目前美系、大陸NB品牌均有此需求。神基也布局非消費電子產品機殼,然公司未說明產品類別。

汽車零組件是神基近年成長快速的業務,神基是全球最大安全帶扣件生產商,每年出貨達1.4億~1.5億顆,以每輛車4扣件來看,每年出貨給3,500萬~4,000萬輛車,全球汽車出貨為8,400萬~9,000萬輛,換算神基市佔率約40%;神基也開拓ECU housing、電子油門控制器等,已有訂單在手。

神基現有2個汽車零組件生產廠,一在大陸常熟,一在越南河內,然2廠的產能已經接近滿載,其中越南河內產能利用率已達8成以上,常熟更高,目前已將高單價產品,集中在常熟廠,神基規劃在越南及大陸蘇州將另建新廠,逐步擴充產能,預計5年後產能可望翻倍。

黃明漢表示,建廠需要時間,預計蘇州新廠2018年第1季的新廠架構將完成,第4季將會開始量產,初期將會增加3成產能,未來視訂單需求逐步增加,至於越南新廠,由於當地建築法規正在修改,將會視當地法令規定狀況而定擴廠時間。

放眼未來,神基也在推動軟硬整合的解決方案,其中警用監控產品,已經看到不錯成長,之前公司指出,該產品營收比重幾乎0%,現在看到接近合并營收1%的佔比,以神基2016年全年合并營收新台幣(以下幣別同)204.07億元來看,該業務營收也已達2億元規模。

神基與美系軟體廠商合作,推警用監控雲端系統Veretos,2015年已有南卡羅來納州的查爾斯頓市及明尼蘇達的Edina市的警局簽約採用,其他州也在洽談中;2016年再新增田納西州的曼菲斯市警局,還有多個地方警局正在試用。

神基強固工業電腦是短期可以持續推動公司成長的動能,然長期而言,仍需尋找新的業務,Veretos解決方案就是其中一項,目前先以警用當作市場切入點,並積極尋找別的領域,諸如大眾運輸、安全巡檢等項目,該公司正在構思其商業模式。

值得留意的是,Veretos解決方案是軟硬體一起包,其中硬體營收佔比約20~40%,其餘60~80%均為軟體,而軟體是類似月租模式,按月認列,不像硬體一次賣斷,軟體收費可長可久,且以獲利結構來看,軟體毛利率遠高於硬體,將有助於公司整體的獲利表現。


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