超越英特爾，臺積電靠三項(xiàng)秘密武器沖上顛峰
2020-08-16 09:47:15 財(cái)訊（臺）7月24日，英特爾執(zhí)行長斯旺（Bob Swan）表示英特爾7納米將推遲半年。以及為了維持「英特爾產(chǎn)品在市場上的領(lǐng)導(dǎo)地位，將會在自家晶圓廠之外，采用其他晶圓代工廠產(chǎn)能生產(chǎn)先進(jìn)產(chǎn)品。
這兩條消息讓臺積電的股價(jià)如觸電般狂飆，臺積電股價(jià)從每股386 元跳上424 元，直接漲停鎖死。同一時(shí)間，一直追趕英特爾的美國處理器大廠AMD（超微）股價(jià)漲幅更為驚人；7 月23 日，AMD 股價(jià)為59.5 美元，到7 月30 日，AMD 股價(jià)站上78.2 美元，7 天內(nèi)市值暴漲3 成。
為什么會這樣？以營收計(jì)算，英特爾依然是全球半導(dǎo)體龍頭。英特爾去年?duì)I收近700億美元，是臺積電的2 倍；英特爾依然是全球處理器之王。
然而，英特爾CEO這一次的發(fā)言，被視為臺積電制程能力超越英特爾的明確信號。英特爾先進(jìn)制程進(jìn)度一再出問題，10 納米制程原本預(yù)計(jì)2016 年推出，卻到2019 年才問世；今年初，英特爾CFO更公開承認(rèn)，10 納米的產(chǎn)能表現(xiàn)不如預(yù)期，無法大幅貢獻(xiàn)獲利。
反觀，臺積電先進(jìn)制程不斷推進(jìn)。盡管外界不斷質(zhì)疑摩爾定律已到盡頭，新制程愈來愈難做，但在今年7 月16 日，臺積電總裁魏哲家在卻明確表示：「今年下半年5 納米制程將強(qiáng)勁成長，全年將貢獻(xiàn)8%的業(yè)績。4 納米為5 納米制程技術(shù)延伸，預(yù)計(jì)2022年量產(chǎn)；3 納米制程開發(fā)符合進(jìn)度，將于2022 年下半年量產(chǎn)。」
大摩最新報(bào)告更指出，從去年底，臺積電推出7 納米增強(qiáng)版制程后，臺積電在制造能力上已開始超越英特爾，在同樣面積里，能生產(chǎn)出更多晶體管。臺積電的7 納米性能相當(dāng)于英特爾的10 納米，但當(dāng)2022 年英特爾7 納米量產(chǎn)時(shí)，臺積電已進(jìn)入3 納米時(shí)代。英國《金融時(shí)報(bào)》評論：「這標(biāo)志著英特爾長期領(lǐng)導(dǎo)地位的結(jié)束。」
最直接的證據(jù)是英特爾競爭對手的市占率數(shù)字。過去，AMD 市場表現(xiàn)落后英特爾，2018 年1月AMD 一股只值11 美元；但這一年，AMD 委托臺積電制造CPU 和GPU芯片后，AMD 不斷用性能挑戰(zhàn)英特爾，市占率節(jié)節(jié)高升，市值更在2 年內(nèi)翻升8 倍！
臺積電和英特爾的市值走勢也是如此。2000 年時(shí)，PC 是高科技世界的中心，當(dāng)時(shí)，英特爾的市值可以買下6 家臺積電；但2001 年臺積電和ARM（安謀）合作，發(fā)展制造超省電處理器的能力，緊緊抓住手機(jī)芯片的制造商機(jī)，英特爾在手機(jī)芯片市場一直難以發(fā)展。現(xiàn)在臺積電的制程已足以生產(chǎn)最先進(jìn)的處理器芯片，跨進(jìn)最重要的云端、處理器、AI 等高性能運(yùn)算市場，有機(jī)會讓臺積電再創(chuàng)高峰。
僅是英特爾，去年靠終端產(chǎn)品和數(shù)據(jù)中心，就貢獻(xiàn)了600億美元的生意，毛利率也和臺積電相當(dāng)；如果英特爾擴(kuò)大對臺積電釋單，即使只釋出5%，恐怕都是百億元（新臺幣）起跳的大訂單。
臺積電原本做的是運(yùn)算能力較慢的手機(jī)芯片，為何能讓最頂尖的兩家處理器公司，都找臺積電制造高性能芯片？其實(shí)，背后是臺積電一項(xiàng)長達(dá)數(shù)年的秘密布局。
▲ AMD CEO蘇姿豐與臺積電合作后，市占率節(jié)節(jié)高升。
2016 年5 月，劉德音在臺積電技術(shù)論壇上指出，未來臺積電將致力發(fā)展4 個(gè)新產(chǎn)品平臺，包括移動運(yùn)算、高性能運(yùn)算、汽車電子和物聯(lián)網(wǎng)平臺。「這是臺積電看到未來成長最快的市場區(qū)間」，劉德音明確指出，高性能運(yùn)算的需求，到2020 年就會爆發(fā)。說實(shí)話，當(dāng)時(shí)沒人把劉德音的預(yù)測當(dāng)一回事。
一位業(yè)界人士觀察，臺積電當(dāng)時(shí)已經(jīng)推算出兩件事：第1，沿著臺積電制程演進(jìn)的速度推斷，到2019~2020 年實(shí)力足以進(jìn)入處理器市場；第2，AI 等趨勢出現(xiàn)，高性能運(yùn)算芯片是高價(jià)又有規(guī)模的大市場。
「這幾年，處理器市場百花齊放，」這位業(yè)界人士解釋，過去的處理器是「一顆芯片處理所有事」，但AI 出現(xiàn)后，「有專門處理語音的翻譯芯片，專門做人臉識別的影像識別芯片」。同一時(shí)間，高科技公司也都想發(fā)展自己的AI 芯片或處理器， Google 有自己的AI 芯片，蘋果今年也宣布推出Apple Silicon，要把蘋果電腦里的英特爾處理器換掉。英偉達(dá)更因?yàn)榘l(fā)展AI 芯片，4 年內(nèi)股價(jià)從22 美元翻漲到420 美元。
中國大陸也想發(fā)展自己的處理器，最有名的當(dāng)屬華為旗下海思。去年，海思就推出7 納米鯤鵬服務(wù)器芯片；如今即使海思被禁，中國還有飛騰等公司，持續(xù)投資中國自有的處理器芯片。
鎖定高性能運(yùn)算市場，劉德音過去幾年培養(yǎng)出3 項(xiàng)秘密武器，從省電的手機(jī)處理器跨入高性能芯片的大市場。
「臺積電從2012 年開始，就培養(yǎng)自己的處理器團(tuán)隊(duì)」，一位業(yè)界人士觀察，劉德音過去對研發(fā)著力甚深，在他支持下，臺積電培養(yǎng)出全臺灣數(shù)一數(shù)二的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，「人數(shù)約有2 、3,000 人，而且這些人流動性不高，許多人一待就是十幾年」。
臺積電有能力設(shè)計(jì)出世界一流的IC 參考設(shè)計(jì)，但這些設(shè)計(jì)，都留在自家供客戶選擇使用，不跟客戶競爭。業(yè)界人士觀察：「臺積電做這么多年的晶圓代工，光是電源管理用的IP，就有非常多的選擇。」這些設(shè)計(jì)早已經(jīng)過臺積電內(nèi)部千百次的試煉，只要客戶點(diǎn)頭，馬上就能上線生產(chǎn)。「三星IP 不夠多，要什么沒什么，很多都必須外購。」他分析，IP 正是臺積電看不見的秘密武器。
業(yè)界人士透露，臺積電拿下AMD 訂單的關(guān)鍵，就與一個(gè)處理器專用的設(shè)計(jì)有關(guān)，「以前AMD 的單一核心，與英特爾相比，性能始終無法超越」。過去要設(shè)計(jì)多核處理器是非常復(fù)雜的技術(shù)，但臺積電團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出一種全新的設(shè)計(jì)，「讓芯片上數(shù)據(jù)交換的速度能達(dá)到全世界最快，而且只送不賣！」有了這個(gè)設(shè)計(jì)之后， AMD 可以在短時(shí)間內(nèi)把處理器核心從4 核發(fā)展成8 核，甚至64 核，「這個(gè)過程里，祥碩的團(tuán)隊(duì)也有貢獻(xiàn)」，他透露。
從此，AMD 改變策略，核心數(shù)愈多，與競爭對手的性價(jià)比拉得愈高。同時(shí)，由于臺積電能在同樣面積里創(chuàng)造出更大的運(yùn)算能力，AMD 開始猛攻高端市場。「AMD 為了讓臺積電能順利代工，也與臺積電簽下授權(quán)協(xié)議」，過去臺積電曾為英特爾生產(chǎn)X86 手機(jī)處理器，但跟AMD 的合作，才讓臺積電正式跨入高性能X86 架構(gòu)PC 和服務(wù)器處理器市場。
「生產(chǎn)一顆處理器，從設(shè)計(jì)開始，大約需要1 年半時(shí)間」，他觀察，從劉德音2016 年端出高效運(yùn)算平臺后，「臺積電派了一組人與AMD 一起設(shè)計(jì)處理器」，2018 年，AMD把所有處理器訂單都交給臺積電生產(chǎn)。他研判，這次英特爾CEO 宣布委外制造，臺積電團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)已與英特爾開始合作。
▲ 臺積電南科廠將成3 納米重鎮(zhèn)。
業(yè)界人士觀察，AMD 和臺積電合作，今年下半年會端出殺手級的產(chǎn)品，「沒有意外的話，今年下半年AMD 會推出第一顆3D 封裝IC」。過去，英特爾在服務(wù)器市場的市占率超過95%，但現(xiàn)在已有人預(yù)測，未來AMD 和英特爾在服務(wù)器市場的市占率，將達(dá)到3：7。
這幾年，外界多把焦點(diǎn)放在臺積電微縮制程的發(fā)展上，但是先進(jìn)封裝才是臺積電另一個(gè)重要的武器。以前一片主機(jī)板上，處理器要處理數(shù)據(jù)，必須透過主機(jī)板上的線路，到存儲器里拿數(shù)據(jù)，不管處理器跑得再快，主機(jī)板上數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣龋羁煲仓挥忻棵?0 G；處理器跑得再快，沒有數(shù)據(jù)，也只能空轉(zhuǎn)。
但是，臺積電先進(jìn)封裝技術(shù)，能把存儲器和處理器放進(jìn)同一顆芯片里。臺積電負(fù)責(zé)先進(jìn)封裝專家曾在論壇上表示，在同一顆芯片里，存儲器和處理器之間數(shù)據(jù)交換的速度，傳輸速度可以增加10 倍以上。業(yè)界人士觀察，AMD 要推出的新處理器，就會把存儲器和處理器包進(jìn)同一顆芯片，「性能提升會非常恐怖！」
他說，臺積電與弘塑等設(shè)備商合作開發(fā)3D 封裝用的新材料，在芯片上層再疊一層芯片，中間用特制的納米雙晶銅材料貫穿。「再過3 年，臺積電就有能力把PC 主機(jī)板上的芯片，Type C、HDMI相關(guān)的芯片都放進(jìn)來。」他分析，一旦解決散熱的問題，未來一塊芯片，就能完成現(xiàn)在一臺PC才能做的工作。
另一個(gè)值得注意的是，臺積電原本擅長生產(chǎn)的ARM 處理器，被認(rèn)為運(yùn)算性能無法與英特爾競爭，但這幾年，臺積電和ARM 合作后，已經(jīng)可以和英特爾匹敵。
美國媒體觀察，臺積電代工生產(chǎn)的蘋果手機(jī)處理器芯片就是采用ARM 的技術(shù)，「A10 就比前一代性能增加4 成」，接下來，從A10 到A14，每一代性能都穩(wěn)定成長。根據(jù)《MacWorld》的報(bào)導(dǎo)，臺積電今年用5 納米打造的A14 處理器，性能已經(jīng)足以取代部分筆電處理器。
「ARM 早已稱霸手機(jī)，只剩下PC 和服務(wù)器的市場還沒吃下來」，業(yè)界人士觀察，ARM 和臺積電聯(lián)手研發(fā)新技術(shù)，臺積電透過微縮制程增加運(yùn)算能力，ARM 透過修改指令集，增加運(yùn)算效率。今年，日本的富岳電腦就是用ARM 芯片，拿下全球超級電腦運(yùn)算力第一的寶座。
對蘋果來說，iPhone 芯片性能達(dá)到PC 水平后，蘋果就可以用自己設(shè)計(jì)的處理器取代英特爾處理器，不但成本更便宜，還能用同一套作業(yè)系統(tǒng)和服務(wù)，通吃PC 和手機(jī)，蘋果的營收跟著水漲船高。
今年底Apple Silicon 訂單將涌進(jìn)，AMD 也會追加訂單，明年到后年還有英特爾的高端訂單需求，這些芯片要的全是最先進(jìn)的制程，臺積電最近的投資手筆，反映對接下來的需求相當(dāng)樂觀。
現(xiàn)在，是臺積電在云端和高性能運(yùn)算商機(jī)爆發(fā)的前夕，投資人要關(guān)注臺積電是否真能按照時(shí)程推進(jìn)制造技術(shù)，拉開與英特爾的差距；如果一一實(shí)現(xiàn)，臺積電將成為全世界處理器制造之王。高性能芯片時(shí)代，臺積電的未來會很不一樣。
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