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日专家:芯片产业链迎巨变,日企对英特尔的退却忧心忡忡

作者:时间:2020-09-09来源:樱寺水榭收藏

JBpress刊登精细加工研究专家汤之上隆的文章,分析从精细化竞争中跌落所暗含的对精细半导体产业链的影响。虽然主要是分析日本两家企业,尼康和日立在芯片产业链发生巨变中可能遭遇的深刻困境,但对理解技术与产品之间复杂关系和在产业链当中的企业方向选择,还是有些普遍性的意义。加上一个外行的对芯片发展的淡操心,十分吃力地选择翻译了这篇文章。有些专业术语翻译可能不准确,见谅!

本文引用地址:http://www.dzszp.com/article/202009/418155.htm

作为世界半导体销售额第一位、处理器制造商冠军的美国在2016年启动10nm工艺失败。之后,虽然反复发表“这次一定会让10nm成功”的声明,但直到现在还没有成为实现。自2015年以后,也就只能一直靠14nm芯片续命。

与此相对,专门从事半导体制造的台湾受托厂商TSMC于2018年确立7nm,并于2019年开始使用最先进的曝光装置EUV(Extreme Ultraviolet)的7nm+进行批量生产。今年2020年,又提升到5nm,2021年将开始3nm的量产。

另外,作为内存冠军的韩国三星电子,也提出到2030年为止在委托加工领域追赶TSMC的目标,计划于2019年使用EUV发电7nm,今年2020年启动5nm。但是,与TSMC相比,量产规模小,是否真的能确立起来还是存疑。

不管怎么说,与应用EUV的7nm和5nm的TSMC和三星电子相比,在14nm处停止精细化的英特尔,不得不说正在开始从最先进的精细化竞争中脱离。

英特尔会成没有芯片制造的厂商吗?

英特尔在7月末召开的2020年第二季度决算发表中,罗伯特-斯旺CEO承认下一代处理器的7nm芯片延迟1年,同时表示,“英特尔计划在2022年之前,就是否继续进行下一代工艺技术的公司内部开发,或是扩大对受托厂商的有效利用,做出决断”。之后,英特尔也还没有正式发表。但是,到目前为止,英特尔一直是从设计到量产的垂直集成型(Integrated Device Manufacture、IDM)半导体厂商,从现在的情况看,英特尔转变为只对设计进行特殊化的无芯片制造的可能性,已经浮出水面。实际上,也有报道称“已经分别预约了用于CPU替代生产的TSMC的6nm,以及用于GPU替代生产的TSMC的5nm”。

不知道英特尔最终会选择什么样的道路。但是,另一个处理器制造商AMD,在2008年已经将制造芯片的部门作为全球委托制造商分割出去,已经成了一个无芯片制造的厂商。并且,2018年以后,委托已经确立7nm的TSMC进行生产后,处理器的市场占有率急速扩大。在英特尔10nm启动失败之前的2016年第3季度,当时只有17.5%的AMD的处理器市场占有率,预计在2020年第3季度将扩大到其两倍以上的37.6%。

500万彩票网AMD计划今年2020年利用TSMC的5nm生产处理器,明年2021年利用3nm生产处理器,如果英特尔在14nm停止生产的话,很快就会被AMD超越。因此,英特尔没有那种“在2022年之前做出决定”充裕时间,相反,必须立刻决定是否成为一个无芯片制造的厂商。

如果英特尔委托TSMC生产芯片那将如何?

那么,如果英特尔委托TSMC来生产最先进的处理器,会发生什么情况呢?特别是对于制造装置产业,会产生怎样的影响呢?

依据一些数据看,目前很多芯片制造装置被日美欧的1-3家企业垄断。这是因为下一代的制造装置需要巨额的开发投资,所以市场占有率低的企业和财务较弱的企业纷纷被淘汰。另外,各个制造装置都是高度技术诀窍的聚合,这也让新的风险创业企业很难参与其中。在这样的制造装置产业现状下,如果英特尔放弃从设计到量产的垂直集成型,变成了无芯片制造厂商,全面委托TSMC生产芯片的话,会有什么样的影响呢?

对于在英特尔和TSMC两个方面都有销售渠道的制造装置制造商来说,也许不会有太大的影响。因为把之前在英特尔贩卖的制造装置卖到TSMC就可以了。另一方面,虽然与英特尔的业务不多,但是对于成为TSMC主要供应商的制造装置制造商来说,由于向TSMC的销售台数剧增,那当然也是一种皆大欢喜的事情。

500万彩票网另一方面,虽然和TSMC没有什么缘分,但对于完全或主要是英特尔采用的制造装置的制造商来说,这就将是一个生死问题。和英特尔肯定会买入制造装置的情况不同,TSMC不一定会导入那些企业的制造装置。那么,有没有会像这样陷入困境的制造装置制造商呢?

“精准复制”的英特尔

在英特尔的企业座右铭中,有精准复制观念“Copy Exactly”。虽然英特尔在爱尔兰、以色列、美国等3个国家都有半导体工厂,但所有工厂都引进了相同的制造装置,统一到同一个过程中,从制造装置的维护到工厂的每一个管道配置规格,都要彻底保持同一状态。

根据这个精准复制品的哲学,即使是在不同国家的工厂,同样的处理器能以同样的合格率来完成为目标。虽然这么说,即使病态性地彻底实行精准复制,也还是会出现同样的成品率的情况。也就是说,半导体的成品率并不是靠人就都能完全控制的东西。

而且,英特尔的精准复制也造成了“一旦决定了的制造装置就不轻易改变”的情况。对于被选为英特尔的制造装置制造商来说,当然也没有比这更令人感激的事了。但是,反过来,如果英特尔变成了无芯片制造厂商的话,只提供英特尔使用的制造装置制的制造商,将会一下子陷入困境。那么,这会是哪些厂家呢?

尼康和日立躺着中枪

1990年代中旬,尼康获得了约50%的芯片制造装置市场份额,甚至被称为“装置制造商的帝王”,进入2000年后被荷兰的ASML超出,2019年的市场占有率仅为7%。

另一方面,ASML独占了88.5%的市场份额,作为唯一能够提供最先进曝光装置EUV的装置制造商而君临天下。现在,对于TSMC和三星电子等正在展开最尖端精细化竞争的半导体制造商来说,能导入多少ASML的EUV将是一个关键。

然而,即使在这种状态下,对于EUV的前一代的ArF干燥和ArF液体浸没曝光装置,英特尔仍坚持使用尼康制(虽然不是全部)。也就是说,尼康的7%的市场占有率大部分依赖于英特尔。

但是,恐怕在TSMC中,几乎所有的曝光装置都是ASML,完全没有尼康制造的不同类型的装置。至少,今后,TSMC在建设新的半导体工厂时,不会选定尼康的曝光装置。因此,如果英特尔选择了无芯片制造的道路,尼康的芯片制造装置就会从根本开始出现全面枯萎。

其次,日立高科技。2000年左右,在导电膜的干法蚀刻装置的制造商中,拉姆调查、应用材料(AMAT)、东京电子(TEL)三家公司互相争夺第一,2005年左右拉姆调查居于首位,占有率第一的宝座不可动摇。

拉姆研究原本就很擅长金属、栅极等导电膜的干法蚀刻装置。然而,2000年之后,金属布线的材料从Al变为Cu时,需要低介电常数膜(Low-k)用的绝缘膜干燥蚀刻装置,在这个时机开发了威胁绝缘膜干蚀刻能力强的TEL的装置,并在顶端快速移动。综上所述,2019年兰姆调查为47.3%,TEL为26.5%,AMAT为19.2%,日立高科技为5.6%。

这里,日立高科技的市场占有率5.6%的大部分都是面向英特尔的导电膜干燥蚀刻装置。导电膜干燥蚀刻装置中,兰姆研究和AMAT等感应耦合型等离子体(Inductively Coupled Plasm、ICP)是主流,而只有英特尔在精准复制企业哲学之下,继续使用日立高科技的微波等离子体的干法蚀刻装置。不过,日立不仅向英特尔,还向TSMC销售微波等离子方式的干法蚀刻装置。

即使这样,在ASML的曝光装置成为主流当下,持续使用尼康的ArF干燥和ArF浸液装置的只有英特尔。而在以ICP类型为主力的导电膜干燥蚀刻装置中,持续使用使用日立高科技微波等离子体的干法蚀刻装置的也只主要是英特尔。

因此,如果英特尔选择了放弃芯片自己制造的道路,将最先进的处理器的制造委托给TSMC生产的话,尼康的曝光装置和日立高科技的干法蚀刻装置的商务,将会几乎全部消失。不管是尼康还是日立高科技,现在都只能是向神祈祷,希望英特尔能继续做IDM。最终英特尔会做出怎样的选择呢?



关键词: 英特尔

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