技術領先的台積電在2021年將更上一層樓

Wedbush Securities高級副總裁Matt Bryson表示，隨著AMD等無晶圓廠企業從英特爾手中奪取市場份額，台積電(TSMC)有望從明年開始強勁反彈。

Bryson在4月27日提供給EE Times的一份報告中稱，AMD、蘋果、HiSilicon、Nvidia和高通等無晶圓廠企業是台積電的關鍵客戶，它們將因市場份額增加和終端市場的高增長而增加訂單。

他在接受採訪時表示:「去年年底，AMD約有50%的業務轉向了台積電。

加上AMD將繼續看到一些份額的增長，特別是在伺服器和個人電腦cpu領域。

Bryson表示，中國對半導體獨立的渴望，以及英特爾近期在推進其製造業方面的努力，將會推動代工廠較快的成長，尤其是先進的工藝節點產能。

雖然AMD約50%的銷售使用的是台積電7nm晶片，但Bryson預計，到2021年，AMD幾乎所有的產品都將在前沿節點生產。

未來18個月這一轉變將使台積電的銷售額增加約10億美元。

他表示，在2022/2023年期間，AMD在個人電腦和伺服器市場的份額將升至40%。

從英特爾向AMD的業務轉移可能會使台積電的銷售額再增加10億美元。

據Bryson介紹，當微軟和索尼開始開發Xbox和PlayStation時，AMD將在2020年下半年和2021年分別實現10億美元和18億美元的半導體銷售。

所有這些晶片都將使用台積電的7nm+晶片製造，可是，台積電在早期的遊戲機中沒有CPU/GPU內容。

該報告稱，中國晶片設計公司將幫助提振台積電的銷售，因中芯國際等中國晶片製造商仍落後於台積電三代，在追趕上面臨巨大障礙。

中國晶片設計公司約占台積電需求的20%。

Bryson表示，美國政府已經阻止中芯國際從ASML購買EUV光刻設備，可見ASML對先進工藝生產至關重要。

美國的目標是遏制中國在晶片行業的增長，它可能也會限制台積電向華為旗下晶片製造子公司海思半導體(HiSilicon)的銷售。

因為台積電利用其7nm製程生產出適用於5G智慧型手機的麒麟980處理器。

華為是台積電的第二大客戶，僅次於蘋果。

近期內，美國對台積電向海思半導體銷售產品的限制可能會對這家台灣晶片製造商造成不利影響。

Bryson在報告中稱，中國在繼續尋求製造業自給自足的同時，將繞開美國可能的出口限制。

蘋果

蘋果可能將整合MacOS和iOS系統，並將生產從英特爾轉向其個人電腦內部開發的基於arm處理器。

基於一轉變將增加蘋果對代工廠的需求。

Bryson表示，對蘋果而言，它的優勢在於進一步將客戶鎖定在其生態系統中，並通過整合PC和手機/平板電腦硬體及軟體開發來實現成本優勢。

報導稱，隨著蘋果向5G晶片的過渡，蘋果同意從高通而不是英特爾購買數據機的協議將繼續執行。

Bryson表示，考慮到5G數據機的費用較高，這一舉措將為晶圓代工廠帶來高達20億美元的銷售額。

台積電可能是這一轉變的最大受益者。

英偉達

英偉達2019年可能向台積電和三星訂購了價值高達6億美元的數據中心相關晶片。

2021年這個數字可能會翻一番。

英特爾

報告稱，英特爾未能成功應對特定的數據中心市場，包括推理、培訓和深度學習等人工智慧特定任務，以及5G數據機、高速網絡接口卡（NIC）和HPC傳輸，他們將大部分業務讓給了無晶片廠的競爭對手。

報告稱，這些困境反而幫助英特爾的競爭對手AMD、英偉達和高通從增長趨勢中獲利，並從英特爾手中奪取市場份額。

據悉，英特爾正在嘗試嘗試恢復通常的2年節奏，並已開始加速10nm工藝。

目前其5nm進入量產倒計時，3nm進展順利，再往後就是2nm。

台積電認為他們的7納米節點是目前最先進的邏輯技術。

在N7基礎上，台積電推出了N7P和N7+，N7P與N7+不能混淆。

N7 +是他們的第一批在某些關鍵層採用EUV的工藝技術。

據說N7 +在等功率情況下可提供10％的更高性能，或者在等功率情況下可降低15％的功率。

三星

相比於台積電和英特爾，三星的路線圖是風險最低的。

根據wikichip最新的報導，三星仍堅持他們幾年前概述的戰略——生產四個主要節點，即14nm、10nm、7nm以及3nm。

因其每個進化節點都是高度增量的，通常只引入單個更改。

這使得他們可以通過剝離一些之前引入的擴展助推器，並在後續節點上添加它們來降低新節點的風險。

但這樣做的缺點是，三星的主要節點之間的間隔相當大，在PPA方面，它們落後於台積電。

從路線圖可以看出，三星主要在7LPP上下功夫，其中6LPP是三星7LPP的改進版，具有更高的電晶體密度，更低的功率，但可以重新使用最初為7LPP設計的IP。

然後就是5LPE，三星計劃將5nm作為第二代EUV工藝。

但5LPE確實引入了一些新的增強功能。

根據wikichip的估計，三星5 nm節點UHD單元的密度已達到接近130 MTr /mm²，這是第一個超過英特爾10納米節點和台積電7納米節點的三星節點。

三星預計在今年下半年推出使用其5LPE技術的首批晶片，並預計在2020年上半年批量生產。

三星7LPP演進的頂峰將是公司的4LPE技術(可能4LPP不在最新的三星路線圖中)。

三星將在今年下半年完成其開發，所以預計第一批流片將在2020年推出，並在2021年批量生產，ANANDTEC報導中指出。

真正發生重大變革的是3nm節點，因為3nm開始三星將放棄FinFET轉向GAA電晶體，第一代是3GAE工藝，還有優化版3GAP工藝，後續還在繼續優化改良中。

越來越艱難的障礙賽

領先產品的競爭已經縮小到兩家公司，而且障礙重重。

台積電工藝節點頻頻告捷

台積電的工藝研發速度在業界看來是很快的，尤其是對EUV工藝的掌握。

在晶圓代工領域，台積電毫無疑問是絕對的王者，而其工藝路線圖的布局也是相當緊湊。

目前其5nm進入量產倒計時，3nm進展順利，再往後就是2nm。

整體來看，據wikichip報導指出，台積電的10納米節點(N10)節點被認為是一個壽命較短的節點，主要用於yield-learning。

台積電認為他們的7納米節點是目前最先進的邏輯技術。

除了少數關鍵客戶外，台積電的大部分客戶據說都是從N16直接轉到N7。

當從N16到N7時，N7提供3.3倍的路由門密度，以及大約35-40%的速度改進或降低65%的功率。

在N7基礎上，台積電推出了N7P和N7+，N7P與N7+不能混淆。

N7P是一個優化的、基於DUV的流程，它使用相同的設計規則，並且與N7完全兼容。

N7P引入了FEOL和MOL優化，據說在等功率時性能提高7%，在等速度時性能降低10%。

N7 +是他們的第一批在某些關鍵層採用EUV的工藝技術。

與他們的N7工藝相比，N7 +的密度提高了約1.2倍。

據說N7 +在等功率情況下可提供10％的更高性能，或者在等功率情況下可降低15％的功率。

這樣看來，N7+似乎比N7P更好一些。

N6的EUV相當於N7。

它計劃比N7+使用更多的EUV層。

它既是設計規則，也是與N7兼容的ip，是大多數客戶的主要遷移路徑。

N7的設計可以重新粘貼到N6上，利用EUV掩模和保真度的改進，或者重新實現，利用poly over diffusion edge (PODE)和continuous diffusion (CNOD)標準單元基台規則，據說可以提供額外18%的密度改進。

值得強調的是，N6的獨特之處在於，它將在明年年初進入風險生產階段，並在2020年年底達到峰值。

這意味著它會在N5之後傾斜。

因此，台積電錶示，N6是建立在N7+和N5 EUV的基礎上的。

台積電5納米製程是N7之後的下一個「完整節點」。

N5同時使用深紫外線（DUV）和極紫外線（EUV）光刻技術。

N5可以在14層上使用EUVL來顯著提高密度，N7+是在4個非關鍵層上使用EUVL，這可以說是一個切實的進步。

該報告稱，台積電約三分之一的產量位於10納米級以下節點，但是今年他們可能將有近50%的產量位於5納米級以下節點。

相比之下，除三星外，台積電的競爭對手仍在10nm+製程節點上。

全球第三大代工廠GlobalFoundries在2018年決定不追求先進的節點升級，而是專注於落後的節點。

英特爾的大部分產品仍然是14nm製程。

報告稱，雖然英特爾的14nm製程大致適用於台積電的10nm製程技術，但台積電目前以7nm製程技術領先。

領先的邊緣節點驅動代工量的增長，Bryson ：「AMD、英偉達(Nvidia)、高通(Qualcomm)等公司正在對其主流產品的前沿節點進行標準化，以此證明前沿部件在推動技術進步方面的重要性。

」