智能手机芯片三强大战;彭博:鸿海想买东芝是因为这个原因

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1、MWC 2017:智能手机芯片三强大战;2、SK海力士备重金 图谋入主东芝半导体;3、车用半导体蓬勃发展,芯片厂商争相竞逐市场版图;4、彭博:鸿海想买东芝是因为这个原因;5、英特尔重启Fab 42非为扩产 或锁定导入7纳米制程用EUV设备6、因应10纳米以下制程光罩检测挑战;

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1、MWC 2017:智能手机芯片三强大战;

高通

市场研究机构The Linley Group**分析师Mike Demler表示,联发科也加入10纳米制程阵营特别引人瞩目,不过Helio处理器的设计偏向于诉求平衡,而非强调任何特定功能;三星的Exynos 8895是直接与高通1月发表的Snapdrago 835竞争,联发科的X30直接竞争产品则是高通的Snapdragon 600系列。

这三家厂商发表的新款芯片都采用了10纳米技术,高通与三星用的是三星的10纳米FinFET制程,联发科则是采用台积电的10纳米制程。

英特尔、三星与台积电竞相成为10纳米节点的**者,并积极拉拢苹果与高通等大客户;不过市场猜测,苹果的A11处理器应该会采用台积电的10纳米制程,而有分析师指出,台积电的优势在于先进的整合式扇出封装(Integrated Fan Out,InFO)技术,能达到更低厚度、更高速度与更佳散热性能。

而高通、三星与联发科在MWC 2017发表的*新芯片,也展现了Modem芯片技术在速度方面的激烈竞争。

Gigabit等级的LTE显然将成为众家厂商*新款智能手机支持的功能──高通新发表的Snapdragon X20 Modem芯片支持下行速度达1.2Gps的Category 18规格,三星的Exynos 8895内建Modem则支持5CA、Category 16下行速度,*高数据传输速率达1Gbps;联发科的*新处理器Helio X30稍嫌落后,内建Cat 10规格Modem。

而若要抢占苹果即将问世的iPhone 8 Modem芯片供应资格,英特尔是能与高通直接竞争的对手──英特尔*新的XMM 7560 Modem支持LTE Advanced Pro,可达到Cat 16规格号称超越1Gbps的下行速度,以及255Mbps的Cat 13上行速度。

XMM 7560是英特尔的第五代LTE Modem芯片,也是**款采用该公司14纳米制程生产的Modem。高通与英特尔的Modem芯片都支持5CA、4x4 MIMO配置,以及256-QAM等功能;不过借由Snapdragon X20的发表,高通显然对抢夺市场商机下了不少赌注。

只拼核数就太逊了…

联发科的Finbarr Moynihan表示,手机芯片厂商只比处理器核心数量、影像传感器像素的时代已经过去了:“我们已经来到竞争可提供之“用户体验”的阶段;”举例来说,联发科Helio X30虽然拥有比别人多的十核心,但如同市场研究机构Tirias Research**分析师Jim McGregor表示,竞争焦点其实在于:“在性能提升与降低功耗两方面的*佳化任务。”

Moynihan指出,联发科*新的十核心、三丛集SoC采用了该公司称之为“CorePilot 4.0”的软硬件架构,支持“能量感知(energy-aware)”,可监测使用者体验,预测个人在装置上的电量使用情况,并排序哪个手机内的应用程式是控制功耗的关键。

The Linley Group**分析师Mike Demler表示,联发科的Helio系列已经不是**次配置十核心,而*新产品进一步提升了其功耗性能的弹性;他指出,Helio X30的十核心应该能实际有助于延长电池续航力。

他指出:“其小核心(2.2 GHz ARM Cortex-A53、1.9GHz Cortex-A35)的部份并没有占据太多空间,而且拥有两个总会需要的大核心(2.5 GHz ARM Cortex-A73),这种设计折衷对联发科的目标市场是合理的,不同于苹果处理器的设计倾向于牺牲电池寿命、采用性能*高的CPU与GPU。”

Demler指出,比较各家供应商的*新一代智能手机SoC,一个普遍的趋势是采用“big.little”架构,包括苹果与高通都是如此;三星与联发科的芯片架构尤其明显,Exynos 8895是八核心架构,包括4颗三星自家设计的**代处理器核心,以及4颗ARM Cortex-A53核心。

多媒体、AR/VR与深度学习

扩增实境与虚拟实境(AR/VR)应用无疑会是新一代智能手机的焦点,三星的Exynos 8895就强调可支持*新的3D绘图性能,以ARM*新的Mali-G71 GPU将4K UHD VR与游戏应用的影像延迟降到*低;此外其先进的多规格编解码支持4K UHD*高分辨率、120fps的视频录制与重播;在VR应用方面,Exynos 8895号称能支持4K分辨率、更身历其境的体验。

而联发科Helio X30则舍弃ARM的Mali GPU,改用Imagination的PowerVR绘图处理核心;对此Tirias Research**分析师Kevin Krewell猜测,应该是Imagination为了抢占市场版图与联发科之间达成了新的合作协议。

联发科表示,Imagination的PowerVR Series7XT Plus时脉速度达800MHz,是为Helio X30量身打造,号称可提供与上一代平台相较高达六成的功耗节省、2.4倍的性能提升;此外Helio X30支持各大商用VR开发工具套件。

而究竟新一代的智能手机处理器能支持多大程度的深度学习,还有待观察;以三星来说,该公司提出了新的三星一致性互连(Samsung Coherent Interconnect,SCI),支持CPU群体与GPU之间的快取一致性,以达成异质系统架构(Heterogeneous System Architecture),因应人工智能与机器学习等领域较高的运算速度需求。

联发科的Moynihan表示,该公司则是在语音系统整合了深度学习技术,能支持“持续聆听”的功能,就像是把Alexa语音助理放进手机;但在被问到何时将推理(inference)引擎整合到智能手机SoC时,他表示可能之后才有更多相关信息:“我们认为需要一些推理引擎元素是在SoC的处理程序中完成。”

整体性能总结

Linley Group的Demler表示,联发科的Helio X系列或许恰好占据了略低于旗舰级智能手机处理器像是Snapdragon 835的一个空缺。

Helio X30几乎涵盖了所有多媒体功能,包括**双摄影机(14位元、1600万+1600万像素,支持即时景深效果的广角+变焦镜头,以及在低光线环境即时去杂讯等功能)与4K视频(在芯片中整合了以硬件为基础的低功耗4K2K 10-bit HDR10视频解码)。

Moynihan指出,Helio X30也内建了视觉处理单元(VPU),搭配联发科的影像信号处理技术,能为手机业者提供定制化设计摄影机功能的可编程性以及灵活性。

Tirias Research的McGregor表示,联发科向来在中低端手机市场表现杰出,因此该公司这次发表采用*先近10纳米制程、锁定**应用的Helio X30特别值得注意。对此Moyihan认为,该公司的新款SoC “价格适中”,会是让手机客户达到终端产品价格“甜蜜点”的理想选择。编译:Judith Cheng eettaiwan

2、SK海力士备重金 图谋入主东芝半导体;

SK海力士(SK Hynix)入主东芝(Toshiba)半导体事业部的竞争即将进入白热化,但规模上看26兆韩元(约228亿美元)的钜额投资计划,是否能为SK海力士带来1加1大于2的事业综效,外界出现不同评价。据韩媒Money Today报导,东芝为了弥补核能事业亏损,日前已决定全数出售半导体事业部股份。业界推算,依照100%股份市价再加20~30%的经营权移转贴水,总规模应在24兆~26兆韩元之间,可望打破韩国购并史上的*高纪录。市调机构IHS的资料显示,2016年SK海力士在全球DRAM市场占有率为25.2%,仅次于三星电子(Samsung Electronics)48.0%位居**,但在NAND Flash市场却仅有10.1%位居第五,远落后三星(35.4%)与东芝(19.6%)。因此若SK海力士买下东芝半导体事业部,将可巩固市场地位,也可一口气拉近与三星的市占率差距,不论在DRAM或NAND Flash市场,SK海力士都将成为牵制三星的*大劲敌。但业界有不同看法,认为SK海力士砸下天文数字入主东芝,不一定能保证取得综效,2013年美光(Micron)购并日本DRAM业者尔必达(Elpida Memory)就是*佳代表案例。相关业者表示,东芝虽然是NAND Flash的***,拥有核心技术,但目前每家公司制程都不相同,如果没有谨慎评估技术上的加乘效果,冒然购并东芝,将来在生产上可能会出问题。从SK海力士的资金调度能力来看,2016年底现金类资产为4.1兆韩元,贷款为4.3兆韩元,2017年营收规模及投资资金预估约为3兆~5兆韩元。若SK海力士决定投资东芝,有可能变更中长期设备投资计划,因此还能增加额外资金,加上公司稳健的财务结构,可再向银行贷款或由其他SK集团(SK Group)子公司取得支援。韩国证券分析师表示,现阶段就算SK海力士愿意加入东芝股权竞争,也不一定能有斩获。因为日本政府将半导体视为国家策略产业,前次让尔必达落入美光之手,这次应不会轻易让SK海力士入主,成就韩国业者在半导体市场的寡占地位。但就资金调度能力、股权转让时限(1年)、员工就业保障等东芝提出的三大条件来看,同时符合资格的竞争业者****。业界另一种观点认为,就算SK海力士不购并东芝的半导体事业,对本身也不会有负面影响。如同尔必达购并案结果,只要*后入主东芝的不是大陆业者,SK海力士都有机会坐收渔翁之利。光是参加股权竞标,观察其他竞争者的技术能力与经营策略,这些对SK海力士都是有利资讯。据了解,前次参与东芝**轮投标的有SK海力士、美光、威腾(Western Digital)、贝恩资本(Bain Capital)等多家业者,业界预估**轮竞标可能就会有大陆业者参与,如清华紫光。消息人士指出,SK集团为了筹绰逾20亿韩元的购并资金,目前正多方向投资公司、财务投资者(Financial Investor)提案;原本SK集团以通讯、能源、半导体为三大事业主轴,为了入主东芝也可能改变事业结构。但投资与否的*终决定权还是握在会长崔泰源手上。 digitimes

3、车用半导体蓬勃发展 芯片厂商争相竞逐市场版图;

近年来有越来越多制造商为汽车加入先进驾驶辅助系统(ADAS)、车用资讯娱乐系统(Infotainment)及连网系统等电子设备,再加上自驾车的开发热潮,带动了车用半导体市场蓬勃发展,此区块已然是半导体业者兵家必争之地。Investor's Business Daily网站报导,虽然车用半导体在全球半导体市场所占比例仅有10%,不过据调研机构Gartner预测,到2020年之前,车用半导体的营收将以整体芯片市场的2倍速度成长,力道之强劲,也无怪乎各家半导体业者将之视为重要战场。英国半导体市场研究机构Future Horizons执行长Malcolm Penn表示,车用半导体市场虽火热,却也是相当严峻的市场区块,车厂都希望以*低成本取得*高性能的产品,要打入此市场或提升市占皆相当耗时,因此部分芯片商便通过购并来提升自身竞争力。调研机构Strategy Analytics分析师Chris Webber指出,现阶段车用半导体的真正成长动力是来自市场上对于ADAS的需求,自驾车的发展虽也有所助益,不过距离让车子真正能自主地行驶于高速公路或城市街道上,还有段漫长的进化之路要走。瑞士信贷(Credit Suisse)分析师John Pitzer表示,目前汽车搭载车用半导体的情况大致为豪华车种在1,000美元上下,中价位车种约350~400美元,低阶车种则约100美元,不过此差异在ADAS等功能成为标准配备后便会消失,届时豪华车种的配备或将出现更多新花样。据Gartner预估,车用半导体的市场规模在2017年将成长6.2%达343亿美元,而2018年则可望再成长7.2%至368亿美元。看好此市场的前景,半导体业者也纷纷展开布局,例如在恩智浦(NXP)在2015年以118亿美元购并飞思卡尔(Freescale),大幅扩张于车用半导体的市占版图后,高通(Qualcomm)也循此模式在2016年10月宣布要以470亿美元购并恩智浦。对业者而言,汽车市场并不像消费性电子可在不断推陈出新之间让销售快速攀升,例如2016年全球智能手机就销售了高达15亿台,反观汽车销售只是缓增至8,900万辆上下;此外,汽车业的设计周期也得花上数年。所幸相对之下,热门车种也得以持续生产、销售多年,故分析师认为,车用半导体市场的发展仍具有相当程度的成长性与稳定性。大抵来说,车用半导体市场的营收成长率将远高于产业平均,像在Nvidia近期公布的财报里,2017会计年度在车用市场的营收就成长了52%;另外,德州仪器(Texas Instrument)2016年于车用市场的销售也成长了23%,达到40亿美元。据Gartner预估,新车配备ADAS的比率将从2015年的7%,到2020年上升至18%,此外,摩根大通(JPMorgan)也预估,自驾车市场到2025年将上看73亿美元规模,这段期间内每辆车在配备ADAS相关芯片的花费上将增加300~400美元。除了ADAS及自驾车之外,还有相当热门的车用资讯娱乐系统,及电动车或油电(hybrid)车所使用的动力传动系统(Powertrain)也都是半导体业者在车用市场发展的重要版图,分析师认为,从车用半导体市场火热的程度来看,接下来并购潮无疑也将持续进行下去。digitimes

4、彭博:鸿海想买东芝是因为这个原因;

彭博分析,鸿海若收购东芝芯片事业,可在组装之外,扩充供应零组件的实力,有利争取更多订单,且鸿海财力雄厚,要抢下东芝绝非问题。

彭博行业研究分析师Simon Chan表示,收购东芝记忆体事业将有助鸿海取得NAND技术,加上先前收购夏普,将可增加鸿海在智能手机快闪存储器和显示面板两大主要零件的市场,有助鸿海未来抢下苹果等手机厂商的合约,并抵挡来自和硕、纬创等代工厂商的竞争。垂直整合也将有助鸿海的获利。

而在财务能力上,Simon Chan认为,鸿海董事长郭台铭可能采取和他收购夏普类似的筹资方式,透过鸿海、鸿准和郭董个人的投资公司超视堺来共同筹资。鸿海目前约有210亿美元现金,鸿准也有约17亿美元,足以满足东芝所寻觅的出价。经济日报

5、英特尔重启Fab 42非为扩产 或锁定导入7纳米制程用EUV设备;

为响应川普(Donald Trump)新政,英特尔(Intel)宣布将投入70亿美元重启位于亚历桑纳州的Fab 42晶圆厂。分析师认为,英特尔启用Fab 42的主要目的或许不在于扩大产能,而是要引进7纳米制程所需的极紫外光(EUV)设备。根据EE Times报导,Fab 42启用后,会将目标瞄准7纳米制程,并可望在3~4年内创造3,000个高科技、高薪资的工作机会。尽管英特尔尚未透露将于哪个时间点开始采用EUV微影技术,IC Insights分析师认为,EUV微影将是英特尔7纳米成功的关键,因此英特尔很可能趁着重启Fab 42的机会,引进EUV设备。Lineback指出,英特尔需要通过这项消息,让外界知道其先进制程并未落后于台积电或三星电子(Samsung Electronics)。尽管英特尔其他晶圆厂也会在2020年前投入7纳米制程,但Fab 42将是英特尔**7纳米量产晶圆厂。此外,在收购Altera的业务后,Fab 42也可能被英特尔用来从事FPGA生产。美国前总统欧巴马(Barack Obama)曾称Fab 42象征着美国制造的未来,但Fab 42厂房自2013年底落成后,便一直处于闲置状态,原因就在于市场没有出现足够的需求。Fab 42原本是为了发展14纳米制程所打造,然而英特尔的Tick-Tock机制并未能赶上2年一次的更新周期,且其智能手机处理芯片的发展也不尽理想,再加上PC市场萎缩,以及14纳米制程良率问题,都导致Fab 42迟迟无法启用。尽管英特尔称霸了服务器市场,但服务器对于矽芯片并没有太多的需求。然而有鉴于低功率运算装置的物联网相关需求将在未来3~4年内快速成长,Fab 42也有了上场的机会。不过Insight-64分析师仍强调,在PC市场不断衰退之际,安装EUV设备应才是英特尔重启Fab 42的主要目的。英特尔将于2017年从14纳米步入10纳米制程。到了2020年时,Fab 42所安装的EUV曝光设备产出,就可望追赶上制程发展的脚步。英特尔执行长Brian Krzanich曾在一封给员工的信中表示,Fab 42所采用的7纳米制程将是全世界*先进的半导体制程技术,并代表了摩尔定律(Moore’s Law)的未来。英特尔的7纳米制程芯片将被运用在*复杂的电脑、资料中心、传感器与其他高科技装置上,推动人工智能(AI)、先进车辆、交通服务、医疗研究等领域的发展,而这需要摩尔定律能有所提升。英特尔发言人指出,投资在Fab 42晶圆厂的70亿美元经费中,有很大一部分会运用在工具及设备系统上。除了EUV微影设备外,Fab 42的7纳米制程也将需要光罩生产、检验设备、CMP、蚀刻、晶圆清洗等工具设备。分析师指出,为了掌握7纳米制程IC的优势,后端的封装、组装都需有进一步发展。Digitimes

6、因应10纳米以下制程光罩检测挑战;

为了达到优良的光罩品质,光罩生产制程的每个步骤都面临着技术挑战;我们看到,从一个节点到下一个节点,对于光罩检测的灵敏度要求明显越来越高。

当半导体制程迈向10纳米以下节点,微影技术与光罩检测也面临新的挑战;我们看到光罩技术在 10 纳米及以下节点有两个主要的趋势:

193 纳米微影的复杂光学邻近效应校正(OPC):为了充分利用193纳米扫描机的所有微影性能,厂商会在至少是部分的光罩上,采用诸如反向微影技术(ILT)之类的极端复杂OPC。我们看到,几乎所有**节点客户都在这样做。光罩写入时间显著增加,进而推动了对多电子束光罩曝写机台(multi-beam writer)的需求。在检测方面,复杂的OPC产生大量实际存在但对于微影无关紧要的缺陷。光罩检测面临的挑战是要处理大量“干扰”缺陷,同时还不能遗漏每一个在微影方面的重要缺陷。导入极紫外光微影(EUV)光罩:所有**节点的客户都在试验EUV光罩。EUV微影之确切采用时机尚不确定,但是光罩界正在加紧努力研发EUV光罩。从空白光罩品质、临界尺寸(CD)均匀度到图案缺陷率及其修复,面临的挑战繁多而艰钜。

KLA-Tencor的光罩产品部正在积极支援所有**客户发展EUV光罩制程,相关产品包括:

Phasur (KLA-Tencor的Teron光罩检测系统产品功能之一):它是发现 EUV 空白光罩上的多层(ML)相位缺陷的业内主力。凭藉Phasur**技术,可以高度灵敏地检出ML表面上的纳米级别的凹陷和凸起。

Teron产品的EUV图案检测能力:我们正在将晶粒对晶粒(Die:Die)和晶粒对资料库 (Die:Database)的图案检测能力推及EUV光罩。凭藉**的光学和演算技术,Teron平台能够满足**代 EUV 光罩的大量生产需求。

EUV 光罩的微粒检测:我们还在积极与客户联手研发高性能和低成本的解决方案,用于检出晶圆厂使用过程中掉落在 EUV 光罩上的微粒。

光罩品质在先进制程扮演的重要角色

光罩品质直接关系到晶圆良率。我们讨论光罩品质时,大致指的是两个方面:缺陷率──光罩缺陷将一直复制到每个晶圆的晶粒上,在晶圆上造成缺陷,因此直接影响晶圆良率;

临界尺寸、配置(又称为图案相对位置误差)之类的均匀度参数──缺乏严格的均匀度可能显著缩小微影中的制程视窗,导致晶圆良率下降。

为了达到优良的光罩品质,光罩生产制程的每个步骤都面临着技术挑战;我们看到,从一个节点到下一个节点,对于光罩检测的灵敏度要求明显越来越高。在复杂OPC的背景下,既达到高缺陷灵敏度同时又避免“干扰”缺陷需要**性的技术解决方案。

为因应先进制程节点的光罩检测,KLA-Tencor推出了光罩决策中心(RDC),RDC不仅是支援光罩检测,内建RDC的应用可以实现缺陷处理的自动化,即依据光罩检测中所发现的缺陷决定应对的措施,从而改善光罩生产的周期时间。RDC 的决策准确度也被证实超过了人工作业,原因在于该平台运用了复杂的微影模拟来协助做出决策;因此采用RDC可以减少关键错误并提升光罩的良率。我们正在研究利用 RDC 平台协助改善整片晶圆的微影制程的各种技术,这是因为RDC 包含关键性的微影相关资讯。然而,此项工作仍然处于早期研究阶段。

新一代光罩检测系统支持10纳米以下制程节点

此外KLA-Tencor的Teron 640和Teron SL655 新型光罩检测系统,也能协助业界实现应用于10 纳米及以下节点的高品质光罩。Teron 640导入了双重成像(DI)模式新技术,在检测过程中,透过空间影像成像技术,缺陷的微影重要性被即时量化;该系统在处理数以百万计的缺陷分析同时不会减慢速度,同时对重要缺陷保持高度灵敏,可以让客户摆脱 OPC中的任何光罩规则的束缚,因此可以*大限度地增强 OPC 中的制程视窗效果。

Teron 640支持“晶粒对数据库检测演算法”,其基本概念是将光罩的高解析度检测光学影像与其设计资料库进行比较,其中每个光罩之设计资料通常包含数十亿个多边形,这些多边形组成了电路设计师打算在光罩上放置的图案。在半导体芯片生产过程中,光罩的晶粒对数据库检测通常是“**”将电路设计与其实际成像结果进行全芯片级别的比较的验证步骤,这对于产业的重要性不容置疑,正因如此,这项技术在所有光罩厂都被广泛地采用。

KLA-Tencor在光罩晶粒对数据库检测能力方面拥有悠久历史。我们起步很早,数十年来一直在完善这种技术。Teron 640 晶粒对数据库检测是我们*新和*先进的能力,Teron 640 受到 10 纳米及以下节点的**客户的广泛认可,并被看作是验证光罩品质的事实业界标准。

Teron SL655则导入了STARlightGold 技术,可以撷取整个干净的光罩的影像,称为“黄金”影像。随后对比黄金影像,借以检出在使用过程中光罩上所发生的任何细微变化。在光罩的使用过程中,可能发生许多事情:微粒可能掉落到光罩上,或使用大剂量 193 雷射可能导致光罩产生光化学污染。借由STARlightGold技术,无论光罩上的图案多么复杂,光罩品质都与其在洁净状态时一样良好;在此之前,晶圆厂里并不存在此种控制光罩品质的能力。eettaiwan

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