芯片戰(zhàn)爭2.0：“失效”的摩爾定律

　　5月的上海陽光明媚，歐洲印制電路板(PCB)制造商奧特斯(AT&S)全球CEO葛思邁(AndreasGerstenmayer)的心情卻有些沉重。

　　葛思邁在每年5月的財報季都會飛到中國，中國是奧特斯最重要的市場之一。但是由于重慶新工廠啟動后產(chǎn)能未能達到目標，加之半導(dǎo)體封裝載板面臨巨大的價格壓力，奧特斯去年總共虧損了2290萬歐元，相比起上一個財年5600萬歐元的盈利，利潤大幅下滑。據(jù)悉，奧特斯在重慶工廠的投資總額高達4.8億歐元，是該公司迄今為止最大規(guī)模的單筆投資。

　　奧斯特在中國工廠面臨的困境也是摩爾定律增勢減緩的真實寫照。葛思邁表示：“隨著市場發(fā)展放緩和需求降低，半導(dǎo)體封裝載板的價格壓力將持續(xù)增長，未來一個財年的業(yè)績將繼續(xù)受到影響?！辈贿^他依舊樂觀，隨著技術(shù)優(yōu)勢的逐步顯現(xiàn)，公司將最終一步步走向盈利。

　　奧特斯在下游芯片封裝市場的舉步維艱折射出整個產(chǎn)業(yè)鏈的困境。

　　放緩的腳步

　　英特爾聯(lián)合創(chuàng)始人戈登·摩爾在1965年提出“摩爾定律”，預(yù)言半導(dǎo)體芯片上集成的晶體管和電阻數(shù)量將每年增加一倍。其核心是，芯片的性能將逐漸提升，成本將會逐漸降低。不過，在摩爾定律發(fā)展的50年來，在物理上生產(chǎn)出更小芯片的挑戰(zhàn)正在逐漸增加。

　　葛思邁告訴第一財經(jīng)記者，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)的更新?lián)Q代正在趨緩，尤其是在芯片處理器行業(yè)，10納米的處理器進入市場的時間比奧特斯預(yù)計的要晚得多，因此相應(yīng)的載板進入市場銷售的計劃也被推遲了?！澳壳笆袌錾?4納米的處理器停留的時間比我們想象的要長得多。根據(jù)很多微處理器生產(chǎn)商之前的公告，照理說早就應(yīng)該更新?lián)Q代了?！备鹚歼~對第一財經(jīng)記者表示，“一般來說每兩年就會有新一代的CPU推出市場。但是到現(xiàn)在為止，我們看到這一次升級換代的步伐似乎放緩了很多，比原計劃要晚一年半。”

　　確實，作為芯片行業(yè)的“老大”，英特爾的10納米芯片的量產(chǎn)卻經(jīng)歷了幾次“跳票”。

　　英特爾正在不斷調(diào)整制程工藝方面的衡量標準，從而在經(jīng)濟效益和芯片體積方面適應(yīng)放緩的摩爾定律的發(fā)展節(jié)奏。最初，英特爾的產(chǎn)品更替周期是一年半，后來這一周期延長到2年，而最近的14納米芯片在市場上停留的時間已經(jīng)接近3年。

　　相關(guān)統(tǒng)計顯示，該公司的制程工藝從45納米變?yōu)?2納米花了大約27個月，從32納米到22納米用了28個月，從22納米到目前的14納米則用了30個月。從2014年9月開始，英特爾在制程工藝方面就再無進展。

　　英特爾方面對第一財經(jīng)記者透露，新的10納米芯片預(yù)計最終會在2017年下半年問世。業(yè)內(nèi)預(yù)計，10納米芯片在市場上的停留時間也將達到3年左右。盡管比10納米更加先進的，被稱為技術(shù)飛躍的7納米芯片預(yù)計將會在2019年面世，但英特爾推出7納米芯片可能要等到2020年左右。

　　摩爾定律失效了嗎?

　　在英偉達等芯片企業(yè)看來，摩爾定律在十年前就開始失效，人工智能革命已經(jīng)到來。CPU晶體管和能量大幅上升導(dǎo)致應(yīng)用性能只有小幅增長。最近，其性能每年只增長10%，而過去每年的增幅為50%。英偉達認為，Dennard(登納德)縮放效應(yīng)遇到了元件物理的瓶頸。

　　盡管如此，一直將摩爾定律作為指路明燈的英特爾仍然堅信，其依然能夠生產(chǎn)出更小、更快、更廉價的芯片，在今年上半年英特爾的技術(shù)與制造日上，英特爾副總裁StacySmith表示：“摩爾定律未死，至少對于我們來說是這樣的?！?/p>

　　而事實上，對于英特爾而言，他們的戰(zhàn)略方向也正在逐漸地轉(zhuǎn)變。英特爾工藝架構(gòu)與整合資深研究員MarkBohr表示：“英特爾不想再和三星、臺積電玩‘數(shù)字’游戲了，以后英特爾要用密度度量法來定義工藝節(jié)點?！?/p>

　　如果采用這種標準來計算，英特爾最近幾年都是以兩倍的速度在提升晶體管密度。Bohr舉例稱，22納米進化為14納米的時候，晶體管密度提升了2.5倍，14納米進化為10納米時，密度又提升了2.7倍。“最重要的是，10納米芯片在運算速度和功耗上有了較大進步?！盉ohr表示。

　　由于近年來未能堅持此前幾十年的慣例，也就是每兩年就把晶體管的尺寸壓縮一次，英特爾已經(jīng)遭到了投資者和分析師的懲罰。過去五年中，英特爾的股價僅上升了28%，還不到標普500指數(shù)漲幅的一半。

　　Gartner分析師盛陵海對第一財經(jīng)記者表示：“英特爾用摩爾定律推動技術(shù)發(fā)展的同時，實現(xiàn)了在通用處理器上的壟斷。但現(xiàn)在，其最核心的追隨摩爾定律的生產(chǎn)技術(shù)并不適合碎片化的市場，此外對投資領(lǐng)域的體量和利潤要求也很高?！?/p>

　　公開信息顯示，英特爾此前投資的一些項目并沒有取得很大的效益，先后放棄了應(yīng)用處理器、平板芯片、手機芯片和數(shù)字電視等領(lǐng)域。

　　整合加速

　　盛陵海對第一財經(jīng)記者表示：“由于生產(chǎn)方面的技術(shù)進步放緩了，設(shè)計和軟件方面的能力就更加重要了，這也加速了行業(yè)的整合。”

　　盛陵海解釋道，原來由于利潤分配情況還是不錯的，各個產(chǎn)業(yè)鏈上的分支可以活得很好，但是現(xiàn)在不斷地整合，原因就是要通過減少競爭對手或者整合產(chǎn)品的協(xié)同競爭力來提高利潤。

　　過去兩年中，芯片行業(yè)巨頭的整合動作頻頻。2015年底，英特爾斥資167億美元收購了可編程芯片廠商Altera，這也是英特爾歷史上最大規(guī)模的收購。去年10月，高通更是以470億美元的高價收購了歐洲的半導(dǎo)體巨頭恩智浦(NXP)。恩智浦在2015年時則以118億美元價格收購了另一家車載半導(dǎo)體巨頭飛思卡爾(Freescales)。去年7月，ADI(亞德諾半導(dǎo)體)以148億美元收購LinearTechnology(凌力爾特)。

　　今年以來，芯片巨頭的收購烽煙再起。今年3月，英特爾以153億美元收購了以色列信息技術(shù)公司Mobileye。5月26日，高通聯(lián)合大唐電信(13.400, -0.25, -1.83%)旗下聯(lián)芯科技，以及建廣資本和智路資本，成立合資公司瓴盛科技(JLQTechnology)，進軍手機芯片低端市場，從而抗衡有英特爾入股的紫光旗下的展訊和銳迪科。早在今年2月，建廣資本就已經(jīng)完成了27.5億美元收購恩智浦標準件業(yè)務(wù)。

　　眼下，日本半導(dǎo)體制造商東芝也急于出售半導(dǎo)體業(yè)務(wù)，作為全球第二大閃存芯片制造商，多家巨頭虎視眈眈瞄準東芝半導(dǎo)體。其中不僅有東芝合作方西部數(shù)據(jù)以及美國芯片制造商、蘋果供應(yīng)商博通(Broadcom);也有韓國芯片制造商SKHynix(海力士)以及中國臺灣的富士康母公司鴻海。

　　據(jù)彭博社報道，蘋果也有意聯(lián)合鴻海收購東芝，此前鴻海稱愿意為收購支付3萬億日元，不過西部數(shù)據(jù)以“違約”為由阻止東芝向第三方出售芯片業(yè)務(wù)，并提起仲裁。結(jié)果將于今年下半年見分曉。

　　芯片版圖之爭

　　經(jīng)過大規(guī)模整合，半導(dǎo)體行業(yè)中有能力制造最先進芯片的公司已從10年前的十幾家變?yōu)槿缃袂缚蓴?shù)的幾家。除了英特爾，目前這份名單上只剩下三星、臺積電和2009年從AMD拆分出來的格羅方德。

　　三星正在與英特爾決斗，它們都想成為世界上最先進的芯片制造商。三星率先擁抱10納米技術(shù)，英特爾卻因為制造問題延遲?，F(xiàn)在英特爾還在用14納米制程制造芯片。

　　一份由麥克萊恩提供的最新報告顯示，英特爾20多年來所保持的芯片行業(yè)老大的地位將被打破。受到市場不斷增加的對內(nèi)存和閃存需求的提振，三星在2017年一季度的芯片銷量首次超過英特爾。而且未來由深度學(xué)習(xí)和機器學(xué)習(xí)所驅(qū)動的行業(yè)發(fā)展趨勢將進一步催生對智能芯片的需求，英特爾能夠成功轉(zhuǎn)型變得非常關(guān)鍵。

　　三星的第一代10納米芯片已經(jīng)應(yīng)用于今年稍早前發(fā)布的GalaxyS8當中，高通的驍龍835芯片也是三星現(xiàn)有的10納米工廠制造的。

　　三星還在不斷提升10納米芯片的性能。公司已經(jīng)在開發(fā)第二代10納米芯片，并宣布今年四季度起將會用10納米LPP(low-powerplus)技術(shù)生產(chǎn)芯片。據(jù)介紹，最新的10納米LPP芯片采用增強型3D架構(gòu)，比現(xiàn)有芯片速度快10%，而且能夠節(jié)能15%。

　　雖然三星沒有透露哪些客戶會下單制造新芯片，但高通很可能將繼續(xù)成為三星第二代10納米芯片的大客戶。蘋果和高通的芯片需求占到三星整體出貨量的一半左右。

　　螳螂捕蟬，黃雀在后。臺灣半導(dǎo)體制造公司臺積電也在積極參與到最高端的芯片制造領(lǐng)域。臺積電CEO魏哲家透露，公司正在研發(fā)7納米芯片，并且已經(jīng)開始代工12種產(chǎn)品，2018年啟動量產(chǎn)。業(yè)內(nèi)預(yù)計，臺積電生產(chǎn)的10納米芯片或?qū)⒊蔀樘O果年內(nèi)即將發(fā)布的最新款iPhone的獨家供應(yīng)商。

　　Gartner高級研究分析師DavidChristensen對第一財經(jīng)記者表示：“快速的4G遷移與更強大的處理器使得晶圓尺寸大于上一代應(yīng)用處理器，需要代工廠提供更多28納米、16/14納米與10納米的晶圓。原有的制程工藝將繼續(xù)在高集成度顯示驅(qū)動芯片與指紋ID芯片以及有源矩陣有機發(fā)光二極管(AMOLED)顯示驅(qū)動器集成電路(ICs)領(lǐng)域保持強勁增長?！?/p>