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集成电路跟踪

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 楼主| 发表于 2017-12-27 10:27 | 只看该作者
外媒最看好这五家大陆半导体公司

近期EE Times全球最值得关注的60家新兴半导体企业。除人工智能芯片厂寒武纪科技外,大陆深度学习加速方案商深鉴科技、处理器厂天津飞腾、物联网芯片厂泰凌微电子与内存制造厂长江存储今年也都名列EETimes全球最值得关注的60家新兴半导体企业中。

寒武纪科技

寒武纪科技是全球智能芯片领域的先行者,宗旨是打造各类智能云服务器、智能终端以及智能机器人的核心处理器芯片。公司创始人、首席执行官陈天石教授,在处理器架构和人工智能领域深耕十余年,是国内外学术界享有盛誉的杰出青年科学家,曾获国家自然科学基金委员会「优青」、CCF-Intel青年学者奖、中国计算机学会优秀博士论文奖等荣誉。



团队骨干成员均毕业于国内顶尖高校,具有丰富的芯片设计开发经验和人工智能研究经验,从事相关领域研发的平均时间达七年以上。



寒武纪科技是全球第一个成功流片并拥有成熟产品的智能芯片公司,拥有终端和服务器两条产品线。2016年推出的寒武纪1A处理器(Cambricon-1A)是世界首款商用深度学习专用处理器,面向智能手机、安防监控、可穿戴设备、无人机和智能驾驶等各类终端设备,在运行主流智能算法时性能功耗比全面超越CPU和GPU。



寒武纪1A处理器与特斯拉增强型自动辅助驾驶、IBM Watson等国内外新兴信息技术的杰出代表同时入选第三届世界互联网大会(乌镇)评选的十五项「世界互联网领先科技成果」。




深鉴科技

深鉴科技成立于2016年,致力于成为国际先进的深度学习加速方案提供者。我们提供基于原创的神经网络深度压缩技术和DPU平台,为深度学习提供端到端的解决方案。通过神经网络与FPGA的协同优化,深鉴提供的嵌入式端与云端的推理平台更加高效、便捷、经济,现已应用于安防与数据中心等领域。

深鉴团队拥有国际性的学术影响力和资深的工业经验。得益于我们在深度学习图像与语音处理上取得的成果,深鉴将为更多行业提供前沿的人工智能解决方案。




天津飞腾

天津飞腾信息技术有限公司是一家快速成长中的中国芯片设计企业,总部位于天津滨海高新技术产业开发区,在北京、广州等地均设有运营、销售和研发中心。

飞腾公司主要致力于高性能、低功耗集成电路芯片的设计、生产、销售与服务,为用户提供安全可靠、高性能、低功耗的CPU、ASIC、SoC等芯片产品、IP产品以及基于这些产品的系统级解决方案。始终为用户提供满意的产品是飞腾发展的动力和目标。飞腾的产品为政府、电信、银行、能源、交通、工业控制、互联网等企业的信息系统基础设施建设提供了在能耗、性能、成本等方面更多的选择空间。

飞腾公司以打造安全、可控、高效、稳定的信息系统为己任,引领国际主流生态系统建设,秉承创新、开放、共享、绿色、共赢的商业模式和经营理念,同国内外主流的整机、芯片、系统软件和应用软件厂商立了良好的战略合作关系,构建了完善的基于飞腾产品的生态系统。基于飞腾产品的整机系统已经在政府办公设备、企业服务器、电信交换机、互联网存储、云计算平台等多个领域推广应用。

飞腾现在有FT1500和FT2000两个系列产品:

FT-1500系列芯片兼容ARMv8指令集,采用片上并行系统(PSoC)体系结构,集成了飞腾自主高性能计算核心、高效片上网络、高带宽低延迟存储系统和高速I/O接口,性能卓越、功耗适度,提供面向企业级信息化基础设施建设所需的计算能力和访存通信带宽,可广泛应用于政府办公、互联网、电信、金融、税务等行业信息化系统,以及数据中心、云计算中心等,提供业界领先的事务处理能力和单位功耗性能。



FT-2000系列芯片是基于飞腾片上并行系统(PSoC)体系结构设计的通用微处理器,兼容ARMv8指令集,集成高效的计算核心、数据亲和存储层次和可扩展互连网络,提供面向企业级信息化基础设施建设所需的计算能力和访存通信带宽,可应用于行业大型业务主机和服务器系统,提供业界领先的吞吐能力和计算性能。




泰凌微电子

泰凌微电子(上海)有限公司成立于2010年6月,是一家致力于研发高性能低功耗无线物联网SOC的中美合资公司。公司总部位于上海张江高科技园区,分别在美国、台湾、香港、深圳设有子公司或办事处。



公司的主营业务是集成电路芯片的设计及销售,并提供相关技术咨询和技术服务。目前公司主要销售的芯片包括蓝牙低功耗,Zigbee,6LoWPAN/Thread,苹果HomeKit,和私有协议等低功耗2.4Ghz无线芯片以及高性能低功耗电容屏触控芯片,涉及的行业领域有智能照明,智能家居,可穿戴类,无线外设,无线玩具,工业控制,智能城市等物联网和消费类电子相关产品。



泰凌微电子的研发机构主要位于美国和上海,具有高水平的芯片设计能力和丰富的芯片设计经验,在多模物联网芯片的研发上更是居于行业前列。






长江存储

长江存储是紫光公司收购武汉新芯科技公司之后成立的存储芯片公司,在武汉开工建设国内最大的存储芯片基地,总投资超过了240亿美元,目前建设的是一期工程,主要针对3D闪存,今年9月份产房提前封顶,进展很顺利。

11月中旬,长江存储已成功研发32层3D NAND Flash芯片,长江存储原本规划12月底才提供32层3D NAND样本,然该颗芯片样本提前出来(上文赵伟国在节目中有所展示),且第一版就通过终端实测,象征研发获得重大突破。

根据长江存储的规划,预计在2018年下半年正式开始3D闪存生产,初期产能5000片晶圆/月,不过一旦解决良率问题,后续就会大规模量产,武汉基地的设计产能最终可以达到30万片晶圆/月,未来足以比肩SK Hynix、东芝这样的公司的产能。

业者透露,长江存储已预订5000片产能的机台设备,预计2018年第二季度投入市场。
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 楼主| 发表于 2017-12-28 11:59 | 只看该作者
拆解半导体大基金的资本版图 | 半导体行业观察


今年以来,A股半导体板块涨势凶猛,部分个股涨幅甚至超过100%,龙头股背后有一个共同的“大金主”——国家集成电路产业投资基金。该基金通过海外收并购、IPO前增资、定增等方式,已在A股构筑了强大的资本版图。

“微信路演尚未开始,路演群不到一个小时就有150人了。半导体扩产热情高涨,设备龙头即将爆发······”一位卖方分析师如此描述半导体板块的火爆行情。

半导体板块正在上演“加速度”。据大智慧数据,今年三季度以来,A股半导体板块涨幅近30%,部分个股涨幅甚至超过100%。

值得注意的是,A股半导体板块多只龙头背后有一个共同的“大金主”:国家集成电路产业投资基金(以下称“大基金”)。

大基金是如何一步步构筑在A股上的资本版图?背后撬动了多大规模资金?有效解决了中国半导体行业投融资瓶颈吗?

拆解A股中“大基金”的资本版图

2014年9月,大基金设立,第一次以市场化投资的形式推动该产业,改变了过去税收土地优惠补贴、研发奖励的方式。


大基金的股东背景雄厚,包括中央财政、国开金融、亦庄国投、华芯投资、武岳峰等资方、还包括中国移动、 上海国盛、中国电子、中国电科等电子信息公司。

投资标的中,有多家A股、H股半导体板块的龙头公司。数据显示,截至11月底,大基金已成为38家公司的主要股东,覆盖17家A股公司和两家港股公司。

大基金投资的上市公司包括:设计领域(汇顶科技、兆易创新、景嘉微、国科微、中兴微电子、纳思达、北斗星通)、封测领域(长电科技、华天科技、通富微电)、设备材料(北方华创、长川科技、雅克科技)、化合物半导体与特色工艺(三安光电、耐威科技、士兰微、万盛股份)。

从下图中可看出,大基金进入了8家A股上市公司的前十大股东。港股公司中,大基金持有中芯国际15.86%的股份,持有国微技术控股有限公司9.82%的股份。

对于大基金投资标的选择偏好,集邦咨询分析师郭高航对华尔街见闻表示,大基金并非偏爱上市公司,实际上产业链的龙头普遍是上市公司。


成效观察:打破产业链投融资瓶颈?

“半导体行业具有重资本、高技术的门槛,需要长期持续性的高资本投入,从研发到生产没有回头箭,投入产出周期非常长。因此,大基金进入后,有效地解决了中国半导体行业的投资瓶颈。”集邦咨询分析师郭高航对华尔街见闻说道。

从投资成效来看,一些公司借力大基金能够成功收购海外标的。长电科技是一个典型案例,该公司通过大基金提供的3亿美元,成功收购了全球第四大封装测试厂——星科金朋,跻身全球半导体封测第一梯队。该案例中,大基金首先通过PE杠杆收购,待要约收购全部交割完成后,通过债转股、认购定增等方式注入资产,成为长电科技的股东。

此外,大基金还支持紫光并购展讯及锐迪科,并将两家公司合并成为新的芯片公司,扩大芯片设计规模。这意味着在低端芯片领域,紫光能与国际巨头联发科抗衡,形成紫光、联发科和高通三者独霸的全球芯片格局。

2015年,大基金支持通富微电收购著名的微处理器与图形处理器设计AMD旗下两家子公司85%股权,增强封装主业。通富微电并购前的封测业务营收约为23亿元。并购完成后,2016年营业收入达到46亿元,翻了一番。2017年前三季度的营收更是已经超过2016年全年营收,达到48.5亿。

综合行业内公司业绩增长来看,大基金投资效果也是非常明显。数据显示,今年封测板块利润增幅高达78.04%,设备板块、原材料板块利润同比增速分别为18.59%、18.2%。

此外,今年国内集成电路制造业销售收入的年均增速预计将接近 20%,制造业和封装测试业规模预计将分别超过1200 亿元和1900亿元的规模。

大基金还瞄准了所投公司的第一大股东。今年9月底,长电科技向多家机构发行不超过2.72亿股股份,募集资金总额不超过45.5亿元,大基金拟出资不超过29亿,发行完成后其持股比例上升到不超过19%,这意味着大基金将从第三大股东上升为第一大股东。

大基金撬动万亿  芯片设计成投资新风向?

截至2017年11月30日,大基金累计有效决策62个项目,涉及46家企业,累计有效承诺额1063亿元,实际出资794亿元,分别占首期总规模的77%和57%。

华尔街见闻调查发现,大基金更推动了地方政府层面的产业基金,2016年北京上海等八省市推出了9支基金,筹资规模2180亿元。其中,北京聚焦IC 设计、制造、封装、测试,核心设备。上海及周边地区主要聚焦集成电路制造,IC 设计及半导体材料。


据悉,大基金第二期正在募集中,规模或达1500-2000亿元人民币。若加上第一期募集的1387.2亿元人民币,总规模有望达到3500亿元人民币。

集邦咨询预测第二期将加大对芯片设计(简称“IC设计”)的投资比重,将从现在的约17%增加至20-25%。

对此,天风证券陈俊杰解释称,芯片设计公司是半导体产业链中最赚钱的环节,具有资产轻、弹性强特点,赚钱能力大于晶圆代工、设备制造以及材料。

他进一步指出,设计端标的具有跨越周期的成长路径,核心在于企业的赛道逻辑和所能看到清晰的发展路径,2018年业绩持续高增长边际改善是驱动设计公司股价提升的内因,集成电路产业基金的投资方向是外因。

郭高航对华尔街见闻指出,大基金正通过杠杆效应将半导体投资推向高潮,大基金加大设计端投资比重并不代表投资风向改变,第二期将实现“点对点”的突破。“更多围绕5G、物联网等热点应用领域,芯片设计端的资本支持将更显重要。”

据了解,A股芯片设计板块虽然体量小,但业绩亮眼:2014年一季度以来,净利率围绕22%上下波动,毛利率围绕45%上下波动。2016年该板块主要企业营收87.4亿元,同比增长45.6%
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 楼主| 发表于 2018-1-11 10:05 | 只看该作者
从国内企业布局来看,在芯片设计领域有华为海思、紫光展讯、兆易创新、长江存储、汇顶科技等标杆企业;在晶圆代工领域有中芯国际、紫光国芯、武汉新芯等标杆企业;在芯片材料领域有中环股份、有研新材、江丰电子等标杆企业;在装备制造领域有北方华创等标杆企业;在封装测试领域有长电科技、通富微电等标杆企业


「国产芯」成为长期投资风口


在全球半导体产业向我国转移的大背景下,未来几年,「国产芯」将成为A股当之无愧的投资风口。

半导体芯片被称之为「工业粮食」,小到手机、电脑、家电,大到汽车、高铁、工业控制、网络安全等,都需要芯片才能运转。然而,作为世界上最大的芯片消费国,我国90%的芯片依赖进口,2017年全年进口额或将超过2500亿美元。芯片受制于人,已成为中国制造向高端迈进的掣肘,实现芯片的国产化替代迫在眉睫。

值得注意的是,2017年下半年以来,A股市场上,以士兰微、兆易创新、紫光国芯、长电科技、江丰电子为代表的集成电路板块表现靓丽,涨幅惊人。分析认为,充裕的资本和大量的人才,为芯片国产化创造了条件。在国家意志下,「国产芯」已处于加速成长阶段,到2020年全行业预计每年都保持在 30%以上的增速。

按《国家集成电路产业发展推进纲要》规划,到2020年,集成电路产业与国际先进水平的差距逐步缩小,16/14nm 制造工艺实现规模量产,封装测试技术达到国际领先水平,关键装备和材料进入国际采购体系,基本建成技术先进、安全可靠的集成电路产业体系;到2020年,全行业销售收入年均增速超过20%,国内芯片自给率要达到40%,2025年则要达到70%。紫光集团董事长赵伟国认为,「国产芯」当前处于重大机遇窗口期,具有三大有利条件:广阔市场、雄厚资本、大量人才。芯片国产化的路径可以概述为「国家战略全力推动,地方政府全力支持,企业市场化运作取胜」。

一般来说,完整的半导体产业链上主要包括设计、制造、封装、测试四个环节,还衍生出包括设备制造、材料生产等在内的相关配套产业。在价值链上,设计环节处于最高层,其次分别是晶圆代工环节、设备制造和材料生产环节,封装测试则处于价值链最底层。

从芯片产业在全球的布局来看,上游的芯片设计技术产业壁垒较高,长期被英特尔、英伟达、三星、高通等国外公司垄断;中下游的芯片制造业和封装测试环节相对属于资本、劳动密集型产业,近年来芯片制造和代工产业在国内正明显崛起。芯片国产化就是在上述多个领域实现突破,达到国际先进主流水平,形成自主的设计能力和制造能力,并在关键材料、制造装备形成自主的供应能力。

从国内企业布局来看,在芯片设计领域有华为海思、紫光展讯、兆易创新、长江存储、汇顶科技等标杆企业;在晶圆代工领域有中芯国际、紫光国芯、武汉新芯等标杆企业;在芯片材料领域有中环股份、有研新材、江丰电子等标杆企业;在装备制造领域有北方华创等标杆企业;在封装测试领域有长电科技、通富微电等标杆企业。

总之,未来几年,在产业、战略、资本大力推动下,芯片国产化将全面提速,将给相关领域的上市公司带来光明的发展前景。
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 楼主| 发表于 2018-1-12 16:18 | 只看该作者
全球半导体专利大战 研发竞争升级

回顾2017年中国的半导体大事记,两起针对国内半导体企业的知识产权纠纷「榜上有名」。不难发现,随着中国半导体的逐步崛起,产业诉讼开始在巨头间现身。

2017年12月8日,美光科技在美国加州提起民事诉讼,控告联电及福建晋华侵害DRAM的营业秘密。其中,福建晋华是国内三大存储器项目之一,主攻DRAM技术的突破。

此前,在2017年4月12日,MOCVD(金属有机化合物气相沉积)设备巨头Veeco在美国对中微半导体供应商SGL展开专利侵权诉讼;随后中微半导体发起反攻,7月13日中微半导体向福建省高级人民法院正式起诉Veeco上海专利侵权,并在12月8日赢得了针对Veeco上海的专利禁令申请。

紧接着,在12月21日,福建法院审理中微半导体的起诉案件,不过最终的判决仍未知晓。2018年1月11日,中微半导体方面告诉21世纪经济报道记者:「目前还没有反馈,还在等待最后结果。」而同样处于敏感期的福建晋华,则拒绝了本报记者的采访。

当下,诉讼双方的纷争还在继续。

攻守博弈

作为竞争手段,巨头间的专利互诉颇为常见。但是此次中微半导体和福建晋华两起诉讼均有令业界意外之处。

首先从Veeco的控告来看,其在美国的起诉对象并非中微半导体本身,而是它的晶圆承载器供应商SGL。而晶圆承载器是中微半导体的核心设备MOCVD的重要材料,MOCVD则是LED芯片生产的关键设备。Veeco表示SGL侵犯了其专利,并要求禁止SGL为中微半导体提供货源,之后美国的法院在2017年11月批准了禁运的申请。

在芯谋研究首席分析师顾文军看来,Veeco的控诉做法是「项庄舞剑」。同时他也表示:「在没有判定Veeco的MOCVD反应器基底托盘的专利是否有效和中微托盘的设计是否侵权之前,美国法院就对SGL给中微供货实施了初步禁运。这是在业界极少见的,特别是在SGL并不知晓他们做的中微托盘有侵权的问题,并不是故意的侵权的情况下,实行禁运是前所未有的。」

在专利上布局深厚的中微半导体则发起反攻,一方面中微半导体在福建高级法院控诉Veeco的托盘和转轴的锁定专利侵权;另一方面,中微在美国、中国和韩国对涉案专利提起专利无效请求。

中微董事长兼首席执行官尹志尧博士在此前的公开声明中说道:「我们有信心中微将会赢得对Veeco上海的专利诉讼,Veeco上海将为其自2014年销售EPIK 700系列MOCVD设备的侵权行为付出巨大代价。此外,我们也深信我们的供应商最终会赢得在美国的专利诉讼。」

事实上,在MOCVD领域目前主要被Veeco和Aixtron两家垄断,近年来中微半导体发展迅速,开始抢占市场份额,感受到压力的Veeco便拿出了专利大棒。

近日,集邦咨询LEDinside分析师王飞向21世纪经济报道记者表示:「中国现在是全球最大的MOCVD市场,中微2016年在中国的销售数量远远超过Veeco,威胁到了Veeco的利益。在中微看来,托盘的原理很多产业都在使用,半导体在很多年前就有比较类似的产品,并不算是原创性的专利。」

另一边,美光科技状告台湾联电和福建晋华盗窃其商业机密等不当行为,也有偶然因素,这是由于联电的人才的流动引来诉讼。该存储器项目是由联电和晋华共同合作,因此晋华也成为了被告。

顾文军表示:「在本案中,UMC(联电)是需要负起责任的一方。尽管是台湾本土公司,但UMC却是美国上市的公众公司,和晋华签的协议都属于美国加州管辖权下。在美被起诉的原因也有部分属于观念的差别,由于没有美国大公司管理经验,领导人对细节控制淡薄,对美国政府对上市公司的监管也缺乏重视,在技术来源处理上也欠妥。此外,员工的个人行为也会给晋华带来损害。当员工换跑道的时候,拷贝资料、借鉴经验有时候防不胜防。」

竞争持续

中国半导体产业面临国际诉讼的同时,竞争态势依旧严峻。

以中微半导体的MOCVD设备为例,作为LED芯片外延生长的核心关键设备,一台MOCVD的售价高达一千万到两千万人民币。在LED行业内,上游企业是技术进步的瓶颈,是整个产业发展的关键。LED产业链各环节参与企业数量呈金字塔形分布。上游包括原材料供应、外延片生产、高端设备制造、芯片制造等,具有技术和资本密集的特点,参与竞争的企业具备核心技术,数量少,其中包括中国的中微和德国Aixtron公司、美国的Emcore公司。而这次的起诉方Veeco正是收购了Emcore的MOCVD部分。目前来看,中微半导体主要市场仍在国内,正在赶超Veeco等传统巨头。

从福建晋华代表的存储器市场来看,以2016年为例,集成电路销售额占据整个半导体行业82%,存储器占据整个半导体市场的23%。目前最主要的存储器包括DRAM、NAND FLASH、NOR FLASH。其中DRAM是手机中的内存。此次美光科技在美国加州提起民事诉讼,控告联电及福建晋华侵害其营业秘密,主要就是集中在DRAM方面。

而国际上存储器的巨头主要在韩国,包括三星和海力士,整个韩国的存储器产业占据全球的60%以上。其中DRAM领域,三星与海力士加起来占了全球份额80%。中国的存储器也在加快发展,主要厂家包括紫光集团、武汉新芯、福建晋华、兆易创新。前两家已经合并成了长江存储,而在DRAM领域有较大进展的是福建晋华。

在顾文军看来,中国存储器产业一定会发生海外诉讼。长江存储是3D NAND 方向,晋华、长鑫是DRAM方向,但三者的最核心的竞争力都是先进的晶圆制造产能。长江存储依靠Spansion技术授权成为自主研发的先锋队;联电、晋华是台湾-大陆合作新模式,开启的是存储器关键技术的合作突破口;长鑫、兆易创新则是国内企业自主研发DRAM技术的开创者。假如三者中任一模式走得通,未来将等同于是在铁板一块的巨头垄断市场中楔入了一颗钉子。
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 楼主| 发表于 2018-1-18 10:42 | 只看该作者
自动驾驶处理芯片产业格局


在盘点自动驾驶AI芯片之前,我们先了解一下车用半导体。

车用半导体大致可分为微控制器单元(MCU)、特定应用标准产品(ASSP)、特定应用集成电路(ASIC)、模拟(Analog)与功率晶体管(Transistor)、传感器(Sensor)等。其中:
MCU较偏重动力传动、底盘控制与安全;
ASSP/ASIC较偏重在车载资通讯与娱乐;
模拟与功率晶体管在各次系统使用比较平均;
传感器则是偏重在动力传动及安全。
以下是市场研究机构SemicastResearch发布的2016年全球前十大汽车电子公司。



在上述汽车电子巨头中,恩智浦、瑞萨、TI等都研发有面向高级驾驶辅助系统(ADAS)及自动驾驶(AD)需求的高效能处理芯片;意法半导体从2004年开始与Mobileye共同合作研发EyeQ系列芯片,不过Intel在2017年3月以153亿美元收购了Mobileye。在此之前,Intel还先后收购了FPGA芯片巨头Altera、视觉算法公司Movidius,以此形成了自动驾驶芯片的完整解决方案。芯片巨头中,英伟达凭借其GPU的强大优势也积极切入自动驾驶芯片领域;高通除了自主研发新一代车规级移动处理区芯片外,也即将完成对恩智浦的收购;Xilinx则主推其基于FPGA的Zynq-7000 All Programmable SoC,等等。

此外,特斯拉也是一家即将进入自动驾驶芯片领域的巨头,Elon Musk在2017年底公开了特斯拉自主研发自动驾驶AI芯片的计划。国内公司中,地平线、寒武纪、四维图新、森国科等均在2017年发布了自动驾驶芯片规划。本文余下部分将对上述公司及产业格局做一个盘点。

Part Tow:格局

在自动驾驶领域,AI芯片其实并不新奇。如前所述,Mobileye的EyeQ系列芯片在2004年就开始研发,2007年发布的第一代EyeQ1芯片是较早应用于自动驾驶的AI芯片之一(仅实现辅助驾驶功能)。从技术路线来看,在这个领域中,自动驾驶芯片也延续了与其高度相关的深度学习所采用的几类硬件技术路线:GPU、FPGA、ASIC。



同时我们也需了解,按照SAE International的自动驾驶等级标准,目前已商用的自动驾驶芯片基本处于高级驾驶辅助系统(ADAS)阶段,可实现L1-L2等级的辅助驾驶和半自动驾驶(部分宣称可实现L3的功能);面向L4-L5超高度自动驾驶及全自动驾驶的AI芯片离规模化商用仍有距离。Nvidia的Drive Xavier预计2018年一季度向合作伙伴提供样品;Mobileye的EyeQ5预计2018年提供工程样品,2020年量产,二者均宣称可以支持L4-L5的自动驾驶运算需求。



一、两强之争:英伟达 VS 英特尔(Mobileye)

在自动驾驶时代之前,英伟达、英特尔等在汽车电子领域虽有涉及但并不突出。自动驾驶的兴起对处理芯片的性能提出了更高要求,二者凭借在处理器芯片领域的长期积累同时配合产业并购,已然形成了领跑之势。从主流车厂无人驾驶平台所使用的计算平台来看,现在主要几个车厂使用的平台基本上是Nvidia和Mobileye(Intel)的,二者形成了自动驾驶芯片领域的第一集团。



1、英伟达:Drive PX系列芯片

在自动驾驶时代之前,Nvidia很早就通过Tegra系列处理器进入了众多整车厂的供货商名单,不过早年Nvidia Tegra负责的主要还是车载娱乐方面。比如,奥迪新A8采用的自动驾驶平台zFAS中使用了Nvidia TegraK1芯片,负责处理车辆的环视影像;但zFAS负责实现自动驾驶功能的芯片是Mobileye Q3和Altera的Cyclone V。

Nvidia自动驾驶芯片始于2015年初推出的Drive PX系列。在2015年1月CES上英伟达发布了第一代Drive PX。Drive PX搭载TegraX1处理器和10GB内存,能够同时处理12个200万像素摄像头每秒60帧的拍摄图像,单浮点计算能力为2Tops,深度学习计算能力为2.3Tops,可支持L2高级辅助驾驶计算需求。

2016年1月的CES上英伟达又发布了新一代产品Drive PX2。Drive PX2基于16nm FinFET工艺制造,TDP达250W,采用水冷散热设计,支持12路摄像头输入、激光定位、雷达和超声波传感器。其中,CPU部分由两颗NVIDIATegra2处理器构成,每颗CPU包含8个A57核心和4个Denver核心;GPU部分采用两颗基于NVIDIA Pascal架构设计的GPU。单精度计算能力达到8TFlops,深度学习计算能力达到每秒24万亿次,在单精度运算速度上是Drive PX的4倍,深度学习速度是Drive PX的10倍,可以满足L3自动驾驶的运算要求。



Drive Xavier是英伟达最新一代自动驾驶处理器,最早在2016年欧洲GTC大会上提出,2018年1月的CES上正式发布。同时发布的还有全球首款针对无人驾驶出租车打造的车载计算机DrivePX Pegasus。在配置方面,Xavier基于一个特别定制的8 核CPU、一个全新的512核Volta GPU、一个全新深度学习加速器、全新计算机视觉加速器、以及全新8K HDR 视频处理器而打造。每秒可运行30万亿次计算,功耗仅为30w,能效比上一代架构高出15倍,可以满足L3/L4自动驾驶的计算需求。该产品预计2018年一季度向提供样品。

Drive PX Pegasus是针对L5级全自动驾驶出租车的AI 处理器,搭载了两个Xavier SoC处理器。SoC上集成的CPU 也从8核变成了16核,同时增加了2块独立GPU。计算速度达到320Tops,相当于PX Xavier 的10倍,算力能够支持L5完全自动驾驶系统,但其功耗也达到了500w。预计首批样品将于2018年年中交付客户。



2、英特尔:Mobileye + Altera + Movidius

与英伟达基于自主GPU研发自动驾驶芯片的思路不同,英特尔在自动驾驶领域主要是通过并购来完成布局。

2015年6月167.5亿美元收购FPGA 巨头Altera;
2016年9月收购计算机视觉处理芯片公司Movidius;
2017年3月153亿美元收购以色列自动驾驶汽车技术公司Mobileye。
通过上述收购,英特尔在自动驾驶处理器上的布局已较完善,包括Mobileye的EyeQ系列芯片(ASIC)、Altera的FPGA芯片、Movidius的视觉处理单元VPU,以及英特尔的CPU处理器,可以形成自动驾驶的整体硬件解决方案。奥迪新A8自动驾驶计算单元zFAS中所使用的芯片包括了Mobileye的EyeQ3和Altera的FPGA芯片CycloneV,内嵌了Movidius的视觉算法。在该方案中,EyeQ3主要负责视觉数据处理,CycloneV则负责毫米波雷达与激光雷达数据处理。而英特尔即将于今年推出的「IntelGo自动驾驶平台解决方案」则包含了两个MobileyeEyeQ5芯片(一个用来进行视觉处理,另外一个用于融合/规划)以及一个英特尔的8核凌动芯片。



Mobileye的EyeQ系列芯片最初是和意法半导体公司共同开发,第一代芯片EyeQ1从2004年开始研发,2008年上市;EyeQ2则于2010年上市。最初的两代产品仅提供L1辅助驾驶功能,EyeQ1的算力约0.0044Tops,EyeQ2则约0.026Tops,功耗均为2.5w。

2014年量产的EyeQ3基于其自主ASIC架构自行开发,使用了4颗MIPS核心处理器、4颗VMP芯片,每秒浮点运算为0.256万亿次,功耗为2.5w,可以支持L2高级辅助驾驶计算需求。

第四代EyeQ4芯片在2015年发布,2018年量产上市,采用28nm工艺。EyeQ4使用了5颗核心处理器(4颗MIPSi-class核心和1颗MIPSm-class核心)、6颗VMP芯片、2颗MPC核心和2颗PMA核心,可以同时处理8部摄像头产生的图像数据,每秒浮点运算可达2.5万亿次,功耗为3w,最高可实现L3级半自动驾驶功能。

Mobileye的下一代EyeQ5计划于2018年出工程样品,2020年实现量产,将采用7nmFinFET工艺。该产品对标Nvidia的DriveXavier芯片,定位于L4/L5全面自动驾驶计算需求。单颗芯片的浮点运算能力为12Tops,TDP是5W。EyeQ5系统采用了双路CPU,使用了8颗核心处理器、18核视觉处理器,浮点运算能力为24Tops,TDP是10W。



二、汽车电子厂商

我们在开篇中提到了全球十大汽车电子厂商,这些公司或多或少均有涉足自动驾驶业务,比如处理芯片、毫米波雷达、激光雷达、整体解决方案等。当然,汽车电子厂商中涉足自动驾驶业务的不仅于此,我们仅介绍部分重点厂商的产品情况,如有错漏欢迎指正交流。

1、高通&恩智浦NXP

我们把高通与恩智浦放在一起介绍是因为欧盟刚刚批准了高通470亿美元收购恩智浦的交易。与英特尔类似,高通切入自动驾驶关键领域的方式也是并购,其自有产品在汽车电子领域仍有待突破。

作为移动通信领域的绝对龙头,高通一直希望通过自己的移动处理器芯片(改成车规级)切入汽车电子领域。在2016年初CES上,高通就发布了整合LTE数据机和机器智能的Snapdragon 820车用系列产品。这个系列产品包含了高通的Zeroth机器智能平台,旨在协助汽车制造商使用神经网络为ADAS和车载资讯娱乐系统创建基于深度学习的解决方案。但目前车厂设计订单还限于资讯娱乐功能;国内ADAS 厂商纵目科技在2017年CES上推出了首个基于820A平台并运用深度学习的ADAS产品原型,12月正式发布。据悉,目前这款产品已经进入量产前的验证阶段,预计将于2019年量产。



作为汽车电子龙头厂商,恩智浦在自动驾驶方向的积累相比高通则深厚很多。2016年5月恩智浦发布了BlueBox平台,该平台集成S32V234汽车视觉和传感器融合处理器、S2084A嵌入式计算处理器和S32R27雷达微控制器,能够为汽车制造商提供L4级自动驾驶计算解决方案。其中,S32V234是NXP的S32V系列产品中2015年推出的ADAS处理芯片,在BlueBox平台上负责视觉数据处理、多传感器融合数据处理以及机器学习。这款芯片拥有CPU(4颗ARM CortexA53和1颗M4)、3D GPU(GC3000)和视觉加速单元(2颗APEX-2vision accelerator),能同时支持4路摄像头,GPU能实时3D建模,计算能力为50GFLOPs。同时,S32V234芯片预留了支持毫米波雷达、激光雷达、超声波的接口,可实现多传感器数据融合,最高可支持ISO26262 ASIL-C标准。

恩智浦还有一款专门的雷达信息处理芯片MPC577XK。这是一款面向ADAS应用的Qorivva32位MCU,基于Power架构,能够支持自适应巡航控制、智能大灯控制、车道偏离警告和盲点探测等应用。

2、瑞萨Renesas

与恩智浦类似,瑞萨在2017年4月也发布了一个ADAS及自动驾驶平台Renesas Autonomy,主打开放策略,目的在于吸引更多一级供应商以扩大生态系统。同时发布的还有R-CarV3M SoC,该芯片配有2颗ARM CortexA53、双CortexR7锁步内核和1个集成ISP,可满足符合ASIL-C级别功能安全的硬件要求,能够在智能摄像头、全景环视系统和雷达等多项ADAS应用中进行扩展。据介绍,R-CarV3M SoC的样品于2017年12月开始供货,计划于2019年6月开始量产。



从瑞萨的芯片系列来看,R-Car系列是其在自动驾驶方向的主要产品线。

第一代产品(R-CarH1/M1A/E1)在2011-12年期间推出,可支持初级的巡航功能;

第二代产品(R-CarH2/M2/E2)相比第一代性能基本翻倍,可支持360°环视等ADAS功能;

第三代产品(R-CarH3/M3)在2015年以后陆续推出,符合ASIL-B级安全要求;同时期推出的还有R-CarV3M、R-CarV2H等ASSP处理器,这类产品基本可支持L2等级的自动驾驶应用需求。



除了R-Car系列产品外,跟恩智浦一样,瑞萨也有针对雷达传感器的专业处理器芯片如RH850/V1R-M系列,该产品采用40nm内嵌eFlash技术,优化的DSP能快速的进行FFT的处理。

3、德州仪器TI

TI在ADAS处理芯片上的产品线主要是TDAx系列,目前有TDA2x、TDA3x、TDA2Eco等三款芯片。其中,TDA2x于2013年10月发布,主要面向中到中高级市场,配置了2颗ARM Cortex-A15内核与4颗Cortex-M4 内核、2颗TI定浮点C66xDSP内核、4颗EVE视觉加速器核心,以及双核3DGPU。TDA2x主要是前置摄像头信息处理,包括车道报警、防撞检测、自适应巡航以及自动泊车系统等,也可以出来多传感器融合数据。

TDA3x于2014年10月发布,主要面向中到中低级市场。其缩减了包括双核A15及SGX544GPU,保留C66xDSP及EVE视觉加速器核心。从功能上看,TDA3x主要应用在后置摄像头、2D或2.5D环视等。

TDA2Eco是2015年发布的另一款面向中低级市场的ADAS处理器,相比于TDA2x,TDA2Eco去掉了EVE加速器,保留了一颗Cortex-A15、4颗Cortex-M4、DSP、GPU等内核。TDA2Eco支持高清3D全景环视,由于TDA3x主要应用于2D或2.5D环视,所以TDA2Eco填补了中低级市场对于高清3D全景环视应用的需求。



4、ADI

相对于以上几家芯片公司,ADI在ADAS芯片上的策略主打性价比。针对高、中、低档汽车,ADI针对性的推出一项或几项ADAS技术进行实现,降低成本。

在视觉ADAS上ADI的Blackfin系列处理器被广泛的采用,其中低端系统基于BF592,实现LDW功能;中端系统基于BF53x/ BF54x/ BF561,实现LDW/ HBLB/ TSR等功能;高端系统基于BF60x,采用了流水线视觉处理器(PVP),实现了LDW/ HBLB/ TSR/ FCW/ PD等功能。集成的视觉预处理器能够显著减轻处理器的负担,从而降低对处理器的性能要求。

5、英飞凌

英飞凌在2015年针对ADAS市场推出过芯片组Real 33D,可实现司机疲劳检测等功能。而在奥迪新A8使用的zFAS自动驾驶计算单元中,也使用了英飞凌提供的Aurix芯片,A8最关键的TrafficJam Pilot,是由这块芯片最终实现的。

&下表是主要汽车电子厂商的ADAS处理芯片比较。



三、新入局:特斯拉& 中国势力

1、特斯拉

特斯拉的自动驾驶系统Autopilot中先后使用过Mobileye EyeQ3和英伟达Drive PX2,而在2017年12月初的NIPS神经信息处理系统大会上,特斯拉CEO Elon Musk公布了特斯拉正在开发定制的自动驾驶AI芯片,该项目带头人为原AMD首席芯片架构师Jim Keller。



1998年,JimKeller在AMD分别参与设计和主导研发了Athlon和Opteron64处理器(K7和K8X86-64架构);

1999年,JimKeller离职加盟博通出任首席芯片架构师;
2004年,JimKeller转投P.ASemi,后者于2008年被苹果收购。Jim Keller出任苹果移动芯片架构师,基于AMD的IP深度定制了苹果A4/5芯片;
2012年,JimKeller重回AMD,领导开发了Zen架构处理器;
2015年9月,JimKeller再次离职, 2016年1月加盟特斯拉,带领50人规模团队开发自动驾驶AI专用芯片。
目前公开资料可知的进展还包括:该芯片基于AMD的IP打造;目前已经走到了设计完成、测试验证的阶段;特斯拉已经收到了首批芯片样品,目前正在进行相关测试;代工方可能是格罗方德和三星电子等。

2、中国公司

我们在之前文章中曾盘点过国内AI芯片公司产品情况(详情参见「盘点人工智能芯片2017」),从公开资料所了解的情况看,国内AI芯片初创公司中像地平线、深鉴科技、寒武纪、西井科技等都有智能驾驶/自动驾驶方向的产品规划。

地平线的自动驾驶AI芯片「征程」在去年12月20日正式发布。在参数上,征程能够以1.5W的功耗,实现1Tflops的算力,每秒处理30帧4K视频,对图像中超过200个物体进行识别,能够实现FCW/ LDW/ JACC等高级别辅助驾驶功能,满足L2的计算需求。对比英伟达的DrivePX2,其采用16nm FinFET工艺,单精度计算能力为8TFlops,深度学习计算能力为24TFlops,官方TDP是250w;从性能功耗比来看,征程还是有明显优势的。同时,由于ASIC不是GPU类的通用计算,内部直接封装了算法,数据交换只是底层I/O,因此其计算的时延也会比GPU更低。不过地平线采用ASIC的路线也是牺牲了芯片的可编程性以获得更高的性能,是否能获得足够订单量来降低芯片成本值得关注。



相较而言,目前其他几家公司产品仍缺少详细信息。寒武纪在去年11月初的发布会上首次发布了面向智能驾驶领域的1M智能处理器IP产品,据介绍其性能可达到寒武纪1A处理器的10倍以上。据了解,2016年上市的1A处理器在1Ghz频率下理论峰值性能为:FP16半精度浮点计算能力为512GFlops,稀疏神经网络计算能力为2TFlops。深鉴、西井等暂未推出专门的自动驾驶芯片产品,不过在这一方向也有布局。如西井与振华重工联手打造的自主驾驶无人跨运车就使用了西井科技的类脑人工智能方案(是否使用其自主AI芯片仍未知)。



除了上述几家AI芯片创业公司外,国内公司如四维图新、森国科等也涉及ADAS处理芯片研发。其中,四维图新在2016年5月收购了联发科旗下的汽车半导体公司杰发科技,后者在2017年6月的CES Asia上展出了首款车规级ADAS芯片。四维图新在去年7月正式发布了该款ADAS芯片,并与蔚来、威马、爱驰亿维等新造车公司达成了合作。公开资料显示,该芯片采用64位Quad A53架构,内置硬件图像加速引擎,支持双路高清视频输出,和四路高清视频输入,能同时支持高级车载影音娱乐系统全部功能和丰富的ADAS功能。功能包括:360°全景泊车系统、车道偏移警示系统LDW、前方碰撞警示系统FCW、行人碰撞警示系统PCW、交通标志识别系统TSR、车辆盲区侦测系统BSD、驾驶员疲劳探测系统DFM和后方碰撞预警系统RCW等。



森国科(原深圳市国科微半导体)在去年12月也发布了自主研发的高性价比ADAS芯片SGKS6802X,据介绍产品已经正式出货。SGKS6802X配置了双核ARM Cortex A7处理器、高速双核8线程GPU和2D加速GPU;采用40nm 工艺,芯片典型功耗1500mW,全系统功耗1800mw(包括DDR);最大支持4路编码处理能力,整数运算能力7200MIPS+ 3200MIPS,半精度浮点运算能力25.6GFLOPS,单精度浮点运算能力6.4GFLOPS;可支持LDW、FCW、PCW、TSR、NV、TFAH、ZCD、CTA、BSD、DFM、RCW等ADAS算法,满足L2高级辅助驾驶的计算需求。



Part Three:思考

随着人工智能的发展,在ADAS及自动驾驶上AI的应用已经成为主要趋势,针对芯片的设计也开始增加硬件的深度学习设计,如何在人工智能算法模型与芯片架构及系统设计上做好匹配以及多传感器融合的芯片设计等将是新的研究课题,目前来看也还在早期探索阶段。比如,英伟达的方案以GPU 为主,采用CPU+GPU异构设计,芯片算力强大,且具备很强的灵活性;但缺点是功耗高,应用在汽车(尤其是电动汽车)上的时候面临散热、续航等问题;英特尔的方案是ASIC+FPGA,核心是Mobileye的EyeQ系列产品;地平线的「征程」也采用ASIC路线,将算法直接封装在芯片上,实现了低功耗高性能的指标,但也牺牲了芯片的灵活性。另外也有很多厂商使用单FPGA的,比如Xilinx的Zynq 7000 All Programmable SoC就是汽车ADAS上最被广泛应用的产品,采用单一芯片即可完成ADAS解决方案的开发,并具备了不同产品系列间的可扩展性。

除了性能、功耗等因素外,自动驾驶处理芯片普及的另一个关键因素是价格。英伟达DrivePX2的价格超过1万美金,Mobileye的芯片价格也超过1千美金。因此,如何在性能、功耗、价格等指标上进行平衡也是对芯片设计者提出了新的挑战。

另外,对于众多从行业外切入汽车电子领域的AI芯片公司来说,实现车规级标准也是这些公司需要克服的挑战,从一些公开资料来看,不管是ADAS处理芯片还是自动驾驶芯片,至少都需达到ISO26262ASIL-B级别,部分芯片甚至需要到ASIL-D级别。

注:本文所提及的自动驾驶处理芯片主要是视觉处理芯片及多传感器融资处理芯片,单独的Radar芯片、Lidar芯片等不在本文讨论之列,感兴趣的朋友欢迎交流分享。
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 楼主| 发表于 2018-1-19 10:55 | 只看该作者
工信部密集调研超高清视频产业 万亿市场规模将迎爆发


高清视频产业正逐渐站上风口,不到10余天的时间内两度迎来工信部的调研,其中,1月3日,工信部电子信息司在北京召开超高清视频产业发展工作座谈会,电子信息司副司长乔跃山出席并讲话;9-12日,乔跃山又带队赴广东省开展超高清视频产业调研。

超高清化是继音视频数字化、高清化之后的又一轮重大技术革新,从高清向超高清的演进,涉及内容采集、制作、播出、传输、存储和显示等多个技术环节。

据了解,工信部下一步拟组建中国超高清视频产业联盟,制定《超高清视频产业发展行动计划》,并推动超高清内容建设和行业应用。其中,超高清视频产业联盟组建方案将由赛迪研究院牵头,超高清视频产业标准则由中国电子技术标准化研究院起草研究。

面板企业加快布局

据机构预测,2018-2022年,中国超高清视频发展将带来2.5万亿元的产业规模增量,其中电视机、面板等硬件产值将达8500亿元,广电网络改造、宽带建设、内容制作设备等相关产值累计将达1.1万亿元,超高清视频有关服务产值将达5500亿元。

1月3日的会议上,广东省经信委、北京市经信委分别介绍了当地4K视频应用、8K超高清显示发展情况;乔跃山表示,计划推动地方产业集聚发展和先行示范,支持广东、北京等有一定基础的地区率先实现相关项目落地。

实际上,从产业格局来看,位于南方的广东有华星光电等企业,北方的北京则有京东方A,南北两地互为支撑,并且各自围绕龙头面板公司形成了上下游产业链集群。例如,中关村就有京东方、海思、网宿科技等一大批超高清视频产业链关联企业。

广州在《广州市关于开展新数字家庭行动推动4K电视网络应用与产业发展的试点工作方案》中表示,到2019年底,形成16个以上4K应用示范社区,力争4K用户新增100万户。

面板是超高清视频的主要载体,从显示行业的发展历程来看,已经历了2K/4K的快速成长与发展,8K进入市场的进程也正在加快。西南证券指出,在大尺寸液晶电视4K渗透率逐年提升之后,8K已经成为更多液晶面板厂商的主要着力点。

京东方已提出「8425」行动计划,也就是推广8K,普及4K,替代2K,用好5G。其位于合肥的全球首条10.5代线主要生产65英寸以上8K超高分辨率液晶显示屏,设计产能为每月12万片玻璃基板。随着该生产线投产,再加上现有4条8.5代线,京东方将形成全球最大规模的4K/8K面板产线集群。

华星光电产品覆盖大尺寸电视面板和中小尺寸移动终端面板,技术类型覆盖从a-Si、LTPS到Oxide、柔性AMOLED 等主流先进技术。

T1、T2两条8.5代线是华星光电的主要产能,2017年上半年出货量全球第五,出货面积全球第四;T3(6代LTPS产线)2017年上半年共出货1140万片LTPS手机面板;T4(6代柔性AMOLED产线)以及主要针对大尺寸面板需求的T6(11代线)仍处于建设中。

值得一提的是,华星光电目前已经是控股股东TCL集团利润的主要来源。国信证券认为,对比京东方,华星光电的扩张脚步相对慢一些,但是,由于综合产能利用率、综合良率、成本以及客户资源等方面的优势,华星光电保持了较高水平的净利润率。

产业链需协调配合

1月3日的会议,中国电信、华为、4K花园、新奥特、京东方、海思、海康威视、TCL等20多家单位参与,而广东省广播电视台、珠江数码、视源电子、创维、康佳、腾讯、华星光电、华为等企业则参与了后来的调研。

超高清视频产业链之长从参与企业的数量可见一斑,正如乔跃山所说,视频技术正经历从高清向超高清的演进,超高清视频产业链条长,发展超高清视频产业将带来芯片、显示面板、视频制作设备、存储设备、网络传输设备、终端整机等产业链各环节产品的升级换代。

但这也意味着,某一环节的缺失都有可能成为整个行业发展的障碍。虽然国内面板企业做到4K甚至8K的难度并不大,但由于面板的载体属性,背后仍需要有大量支撑,如果信号采集、录像和传输达不到4K和8K的要求就不行。

在网络传输方面,5G的高传输速率以及高可靠性有可能为超高清视频的发展带来机遇,目前,国内三大运营商、中兴华为等设备商以及芯片、终端厂商正积极推进5G技术。中国已计划2020年正式商用5G,而在2019年就有望启动网络建设及预商用。

作为内容分发领域参与者的网宿科技也已经提前布局,升级现有CDN节点,打造边缘计算网络,为超高清视频产业大潮的到来部署完善的网络基础设施。从调研情况来看,市场对超高清视频的分发需求也正日益激增。

超高清节目内容太少,显示面板再好也无用武之地,这同样是中国超高清视频产业面临的痛点之一。相比之下,日本NHK电视台在2016年已经正式开始试播8K分辨率的节目,并且计划在2020年东京奥运会采用8K转播。

4K花园董事长吴懿近日向媒体表示,2022年北京冬奥会期间,4K花园将及时提供片源,满足用户的收看需求。实际上,重大国际赛事往往是高清视频产业发展的重要催化剂,2022年北京冬奥会也被认为有可能成为中国尤其是北京4K、8K超高清产业发展的重要推动力。

芯片方面,郭台铭的鸿海集团旗下公司也已经完成专门针对8K高画质影像处理所使用的系统单芯片(SOC)。

按照乔跃山的表态,超高清视频应用范围广泛,能够与广播电视、文化娱乐、安防监控、医疗影像等领域的需求相结合,促进行业领域创新发展。
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 楼主| 发表于 2018-1-26 13:18 | 只看该作者
中国速度背后的辉煌与辛酸

有一种奇迹叫中国速度!

前几天,福建龙岩站改造工程,1500余人同场作业9小时,再一次用中国速度震惊了全世界。

而对于中国半导体产业来说,中国速度,就是发生在我们身边的奇迹。

美国《华盛顿邮报》在题为《中国向科技超级大国的惊人转型》的文章称,中国已经(或即将)成为科技超级大国。

文章指出,二十五年前,中国经济规模还微不足道,高科技部门还几乎不存在。

而在过去的几十年当中,中国取得的实际进步速度仍然令人惊叹。

2015年,中国的研发开支已位居世界第二,占世界近2万亿美元总量的21%,仅次于美国的26%。如果以现在的速度发展下去,中国将很快成为最大的研发开支国。

《华盛顿邮报》表示,除了不断发展壮大的技术领域,在进军高端领域也从来没有止步。

实际情况也是如此,以中国半导体产业为例,从2015开始,中国半导体产业产值就呈现出爆发式成长,在政府政策,地方措施,企业等各方面 大力支持下,中国半导体产业产值有望在2018年达到6200亿元。

中国半导体行业协会IC设计分会理事长,清华大学微电子所所长魏少军教授表示更是在2017年举行的第七届松山湖中国IC创新论坛指出,2016年,中国半导体产业出现了制造、设计、封测三个领域都超过1000亿人民币。改变了中国六七年以来始终封测第一,设计、制造落后不同步的情况。

制造、设计、封测三个领域的发展速度,再一次展示了在半导体领域的中国速度。

为了实现半导体的自给,中国政府在近年来出台了一系列政策鼓励半导体产业发展:如发布《中国制造2025》,推出国家重大科技02专项,设立国家集成电路产业投资基金等。

我们看到在最新公布的2017年全球前十大晶圆代工企业中,我国最大的中芯国际排在世界第五位,仅次于三星,而年增长率则要高于三星。

根据去年年底,摩根士丹利(大摩)发布的对中芯国际的研究报告显示,中芯国际的晶圆产能中,2017年第三季度为44.795万片,环比增长2.2%,产能利用率2017年第三季度为84%,而去年同期为97.2%。

同时,28nm和40nm是中芯的重点产品,虽然28nm HKMG工艺良率不达预期,但市场分析人士普遍认为梁孟松的加入将迅速改良28nm的工艺技术,而且中芯也在研发自有的14nm工艺技术。

当然,除了中芯国际以外,中国还有华润微电子,华虹宏力,华力微电子,西安微电子技术研究所等多家企业。

中国在倾国家大基金扶植之力,预估2017年到2020年的四年间,将有26座新晶圆厂投产,成为全球新建晶圆厂最积极的地区,整个投资计划占全球新建晶圆厂高达百分之四十二,成为全球新建投资最大的地区。

此外,目前中国12寸晶圆厂共有22座、其中在建11座,8寸晶圆厂18座、在建5座,部分将新厂将陆续于2018年进入量产阶段,特别是2018年将是中国内存制造从无到有的关键年度,因此预计2018年中国代工产业产值年增率预估将达19%,增幅仍维持于高速成长阶段。

反观美国和台湾,未来四年投入新建晶圆厂则在九到十座,不到中国大陆的一半。

《华尔街日报》推测说:“仅是中国为支持半导体产业而设立的基金,就高达1000亿美元以上。”文章还称,中国半导体企业明年起将正式生产由三星电子和SK海力士主导的存储芯片,预计将撼动世界芯片行业的版图。

以2017年中国IC设计企业排名第一的海思为例。

2017年海思受惠于母公司华为手机出货的强势增长,以及麒麟芯片搭载率的提升,2017年营收维持25%以上的年增率。

从2004年华为成立海思半导体以来,就组建了手机芯片研发团队,其走的就是依附于ARM IP授权设计自己的SOC的路线。

虽然海思相对于高通,三星等企业来说,成立的时间并不长,但是取得的成绩却是实实在在的。

从麒麟935开始,海思的单核还是多核运算能力就不弱。到了麒麟950,以技术水平而言,也无疑达到了国际水准,与当时的骁龙820相比,也是不遑多让。

而到了2017年海思推出的麒麟970,在安卓阵营当中,更是走到了前列。采用台积电10nm工艺的麒麟970,是全球首款内置独立NPU(神经网络单元)的智能手机AI计算平台。初次之外,安卓阵营还没有内置独立NPU的处理器出现,其出现时间也早于苹果的处理器。

但其实,中国的IC设计公司,自主IP核不多,很多都是从类似ARM和Ceva这类公司购买。

客观地说,现在芯片设计分工越来越细,每个公司只是完成其中一小部分,一个公司想把所有活都干了,那绝对是不可能的,就算做到了,它的芯片也不会有竞争力。

而玩搭积木也是很有技术含量的,海思肯定是国内玩得最好的公司,成立十多年来,就能够达到追赶上国际巨头的程度,还是非常值得肯定的,更不要说,华为已经在智能手机AI计算平台上走在了很多公司前面。

全球封测市场将继续稳步增长,其中专业代工封测市场占比逐渐扩大。近年来随着半导体产业进入成熟期,封测行业并购不断,大者恒大的趋势越发明显。

其中中国企业增速相对更快,近年来通过内生发展与外延并购实现营业收入快速增长,已经成为全球封测产业重要力量。

根据拓墣产业研究院预估,在专业封测代工的部分,2017年全球前十大专业封测代工厂商营收排名与2016年并无太大差异,前三名依次为、安靠、长电科技。

拓墣产业研究院指出,2017年全球封测产业,随着全球产业整合及竞争加剧,中国大陆企业可选择的并购目标大幅减少,使得2017年中国大陆资本进行海外并购难度增加。

因此,中国IC封测业者将发展焦点从藉由海外并购取得高端封装技术及市占率,转而着力在开发Fan-Out及SiP等先进封装技术,并积极通过客户认证向市场宣示自身技术来维持竞争力。

中国封测厂商在高端封装技术(Flip Chip、Bumping等)及先进封装(Fan-In、Fan-Out、2.5D IC、SiP等)的产能持续开出,以及因企业并购带来的营收认列带动下,包含长电科技、天水华天、通富微电等厂商2017年的年营收多维持双位数成长表现,表现优于全球IC封测产业水平。

虽然在过去的几年中,中国半导体产业正在以惊人的中国速度取得了令全世界瞩目的成绩,在制造,设计,封测等产业链环节都在不断缩小与国际企业的差距。

但是正如魏少军教授指出的,虽然世界上60%的电子产品是中国制造的。但是工信部的数据显示,我国每年需要进口2271亿美元规模的半导体,消费了全世界57%以上的半导体产量。这期间虽然经过对半导体的投资,自给率有所提高,但是自给率也不过20%左右。

其次,中国半导体产业的基础仍然薄弱。尽管国内半导体投资大增,行业发展一片利好,但半导体设备厂商整体的供应能力却依然严重不足。这主要表现为产化率偏低,国产设备的产业化能力还远不能满足市场需求。

第三,专业人才匮乏。在2017年发布的《中国集成电路产业人才白皮书(2016-2017)》就曾强调,中国半导体产业无论是初级人才还是高端人才都依然处于缺乏的状态。相对欧美发达国家,中国半导体企业拥有10年以上工作年限的人员较少。 为了缩短技术差距,中国正在引入周边国家有实际经验的人员。

最后,中国速度让美国如临大敌。由于我国发展半导体行业的时机与全球不同步,并釆用国家资金为主来推动,遭到了西方部分从业者的质疑。再加上近期投资越来越大更是进一步引起了美国、韩国、日本等先进国家的关注。中国半导体产业发展的速度,固然体现了中国对于发展半导体产业的决心与信心,但是这一速度也让欧美国家对于中国半导体企业抱有很大的警惕之心。

更何况,对于中国半导体产业来说,由于技术和专业人才的缺乏,中国半导体产业的中国速度更多的是依靠资金和大量人力的堆积来实现的,而我们从劳动密集型产业向技术创新密集型产业转变的道路,还要走很长时间!

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 楼主| 发表于 2018-2-22 16:10 | 只看该作者
一台上亿,ASML光刻机到底金贵在哪儿?



不久前,一台价值1.06亿元的设备经空运从荷兰飞抵厦门,由于该设备价值高,而且对保存和运输有着很高的要求——必须保持在23℃恒温状态下。为了避免影响设备的精度,在运输中也对稳定性有极高的要求。因此,机场海关以机坪查验的方式对该货物实行全程机边监管,待货物装入特制温控气垫车,移至海关的机坪视频监控探头之下,完成紧急查验后当晚就得到放行。

那么到底是什么设备能获得机场海关如此严阵以待,而且能有单台破亿的价格呢?



什么是光刻机?

光刻机是芯片制造的核心设备之一,按照用途可以分为好几种:有用于生产芯片的光刻机;有用于封装的光刻机;还有用于LED制造领域的投影光刻机。用于生产芯片的光刻机是中国在半导体设备制造上最大的短板,国内晶圆厂所需的高端光刻机完全依赖进口,本次厦门企业从荷兰进口的光刻机就是用于芯片生产的设备。

在高端光刻机上,除了龙头老大ASML,尼康和佳能也曾做过光刻机,而且尼康还曾经得到过Intel的订单。但是近些年,尼康在ASML面前被打的毫无还手之力,高端光刻机市场基本被ASML占据——即便是尼康最新的Ar-F immersion 630卖价还不到ASML Ar-F immersion 1980D平均售价的一半,也无法挽回败局。

原因何在?一方面是Intel新CEO上台后,不再延续与尼康的620D合同,这使得尼康失去了一个大客户。另一方面,也和尼康自身技术实力不足有关,尼康的光刻机相对于ASML有不少瑕疵,在操作系统上设计的架构有缺陷,而且尼康的光刻机的实际性能和尼康官方宣传的有不小差距,这使得台积电、Intel、三星、格罗方德等晶圆大厂不可能为了省一点钱去卖有瑕疵的产品。

目前,尼康的高端光刻机基本被ASML吊打,主流半导体产线中只有少数低阶老机龄的光刻机还是尼康或者佳能,其他基本都是ASML的天下。某种程度上,尼康的光刻机也只能用卖的超级便宜来抢市场了。那么,卖的到底有多便宜呢?

用数据来说话,ASML的 EUV NXE 3350B 单价超过1亿美元,ArF Immersion售价大约在7000万美元左右。相比之下,尼康光刻机的单价只相当于ASML价格的三分之一。

光刻机工作原理



上图是一张ASML光刻机介绍图。下面,简单介绍一下图中各设备的作用。

测量台、曝光台:是承载硅片的工作台。

激光器:也就是光源,光刻机核心设备之一。

光束矫正器:矫正光束入射方向,让激光束尽量平行。

能量控制器:控制最终照射到硅片上的能量,曝光不足或过足都会严重影响成像质量。

光束形状设置:设置光束为圆型、环型等不同形状,不同的光束状态有不同的光学特性。

遮光器:在不需要曝光的时候,阻止光束照射到硅片。

能量探测器:检测光束最终入射能量是否符合曝光要求,并反馈给能量控制器进行调整。

掩模版:一块在内部刻着线路设计图的玻璃板,贵的要数十万美元。

掩膜台:承载掩模版运动的设备,运动控制精度是nm级的。

物镜:物镜用来补偿光学误差,并将线路图等比例缩小。

硅片:用硅晶制成的圆片。硅片有多种尺寸,尺寸越大,产率越高。题外话,由于硅片是圆的,所以需要在硅片上剪一个缺口来确认硅片的坐标系,根据缺口的形状不同分为两种,分别叫flat、      notch。

内部封闭框架、减振器:将工作台与外部环境隔离,保持水平,减少外界振动干扰,并维持稳定的温度、压力。

在加工芯片的过程中,光刻机通过一系列的光源能量、形状控制手段,将光束透射过画着线路图的掩模,经物镜补偿各种光学误差,将线路图成比例缩小后映射到硅片上,然后使用化学方法显影,得到刻在硅片上的电路图。一般的光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、激光刻蚀等工序。经过一次光刻的芯片可以继续涂胶、曝光。越复杂的芯片,线路图的层数越多,也需要更精密的曝光控制过程。

EUV:半导体业的终极武器

台积电、英特尔都寄望,这台史上最昂贵的「工具机」,会在2017年开始试产的七奈米制程大发神威,成为主力机种。

全球每年生产上百亿片的手机晶片、记忆体,数十年来都仰赖程序繁琐,但原理与冲洗照片类似的曝光显影制程生产。

其中以投射出电路图案的微影机台最关键、也最昂贵。过去十多年,全球最先进的微影机,都采用波长一九三奈米的深紫外光,然而英特尔、台积电量产的最先进电晶体,大小已细小到仅有数十个奈米。这形同用同一支笔,要写的字却愈来愈小,最后笔尖比要写的字还粗的窘境。

要接替的「超细字笔」,技术源自美国雷根时代「星战计划」,波长仅有十三奈米的EUV;依照该技术的主要推动者英特尔规划,2005年就该上阵,量产时程却一延再延。

因为这个技术实在太难了。EUV光线的能量、破坏性极高,制程的所有零件、材料,样样挑战人类工艺的极限。例如,因为空气分子会干扰EUV光线,生产过程得在真空环境。而且,机械的动作得精确到误差仅以皮秒(兆分之一秒)计。

最关键零件之一,由德国蔡司生产的反射镜得做到史无前例的完美无瑕,瑕疵大小仅能以皮米(奈米的千分之一)计。

这是什么概念?ASML总裁暨执行长温彼得(Peter Wennink)接受《天下》独家专访时解释,如果反射镜面积有整个德国大,最高的突起处不能高于一公分高。

「满足这类(疯狂)的要求,就是我们的日常工作,」两年前由财务长接任执行长的温彼得说。

因为EUV的技术难度、需要的投资金额太高,另外两大微影设备厂──日本的Nikon和佳能,都已放弃开发。ASML俨然成为半导体业能否继续冲刺下一代先进制程,开发出更省电、运算速度更快的电晶体的最后希望。

「如果我们交不出EUV的话,摩尔定律就会从此停止,」温彼得缓缓地说。因此,三年前,才会出现让ASML声名大噪的惊天交易。

英特尔、台积电、三星等彼此竞争的三大巨头,竟联袂投资ASML41亿、8.38亿、5.03亿欧元。(台积电已于今年五月出售ASML的5%持股,获利214亿台币)

温彼得解释,当时各大厂都要求EUV的研发进度加快,他告诉这些顾客,「希望加快EUV的研发进度,我们就得加倍研发支出。」

于是,ASML研发经费倍增到现在的每年十三亿欧元的规模。多出的一倍,ASML自己出一半,三大半导体巨头合出另一半。

高端光刻机完全依赖进口

        目前,光刻机领域的龙头老大是荷兰ASML,并已经占据了高达80%的市场份额,垄断了高端光刻机市场。日本尼康在高端光刻机上完全被ASML击败,即便尼康的ArF光刻机售价仅仅不到ASML的一半也无补于事。Intel、台积电、三星用来加工14/16nm芯片的光刻机都是买自ASML,格罗方德、联电以及中芯国际等晶圆厂的光刻机主要也是来自ASML。

       更关键的是,最先进的EUV光刻机全球仅仅ASML能够生产,ASML在今年第三季度和第四季度出售的两台EUV光刻机售价都超过1亿美元,落后EUV一代的ArF光刻机平均售价也在4000万至5000万欧元左右,从高企的报价和EUV光刻机全球仅此一家出售可以看出,光刻机的技术门槛极高,是人类智慧集大成的产物。

      相比之下,国内光刻机厂商则显得非常寒酸,处于技术领先的上海微电子装备有限公司已量产的光刻机中,性能最好的是能用来加工90nm芯片的光刻机,技术差距说是鸿沟都不为过。正是因此,国内晶圆厂所需的高端光刻机完全依赖进口,本次从荷兰空运至厦门机场的ASML光刻机,就是用于芯片生产制造的高端光刻机,由于是厦门的一家公司申报进口的,笔者猜测,这台设备很有可能是厦门当地政府与台湾联华电子合资的晶圆厂从荷兰ASML采购的。不过,由于西方瓦森纳协议的限制,中国只能买到ASML的中低产品,这一点从厦门当地企业进口的光刻机报价仅1亿人民币就可以看出来了。

众所周知,设备是信息产业的源头:我们开发设备、设备制造芯片、芯片构成器件、器件改变世界!

等价波音737的光刻机是个啥?

芯片制造中,设备龙头就是光刻机,而光刻机的源头就是ASML!现阶段,ASML已经成为光刻机的代名词。

ASML是做什么的?生产&销售:光!刻!机!

光刻机又是用来做什么的?印制:芯!片! (芯片被成为工业石油)

ASML是公司,光刻机是设备。而ASML有三大客户: 三星(samsung),英特尔(intel)和台积电(TSMC)。



半导体行业有一句不成规的名言:艾司摩尔(ASML)的技术到哪里,全球半导体的制程就在哪里。

荷兰ASML,总部位于荷兰Veldhoven,欧洲人均科研经费排名第二。

在ASML的2015年Q4季度报中,ArF Immersion 共销售11台,销售额881million 欧元 乘以72%(不包括solution收入),算下来平均每台售价达到5800万欧元,约合7300万美

波音737的官网报价7000万到9000万美元,航空公司购买还有折扣(据说3-4折)!!

下图是荷兰ASML公司颠覆时代的EUV光刻机NXE 3350B示意图,单价超过6亿人民币,现货还要等!!

这是卖飞机吗?卖机器都卖一个多亿,抢钱么?!!!
不,他们提供的商品是高端光刻机
用来刻蚀最精密的芯片的
全球只有这一家企业能提供
中端一些的光刻机,是日本的佳能、尼康做的光刻机
对,就是做相机做的很好的厂商
技术上有些相通之处
以佳能、尼康雄厚的技术积累,以及在相机界的霸主地位
到了光刻机行业却只能做中低端产品
所以你可以想象下ASML的高端光刻机是有多么变态了
其最贵的EUV极紫外线光刻机,单价要1亿美元左右,相当于美帝四代战斗机F35的价格
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 楼主| 发表于 2018-3-1 15:41 | 只看该作者
他与张忠谋缠斗20年,险些干掉市值万亿的台积电,却最终饮恨出局


曹兴诚曾与张忠谋并称为台湾半导体产业“双雄”,也是不折不扣的“冤家”,他们的“缠斗”绵延超过20年,几乎贯穿了台湾IT产业的整个发展史。

如今,张忠谋成了全球霸主,他却成了局外人。

【1】

2017财年,台积电实现营收330亿美元(约合2087亿人民币),净利润接近800亿人民币。2017年3月,台积电$台积电(TSM)$ 市值突破万亿人民币大关,超越英特尔成为世界第一大半导体公司,如今,其市值则已高达2262亿美元,也是台湾市值最大企业。

而当年曾与台积电并称为“双雄”的台联电,2017年的营收不过322亿人民币(新台币1492亿),净利润更是仅20亿人民币(96亿新台币),市值仅为台积电的零头,可谓全方位落后。



时光倒退30年,台联电的光景可不是这般。

上世纪90年代至今,IT产业都是台湾经济的支柱,半导体代工则是台湾IT的支柱。相当长时间内,台湾知名IT企业的发展都得益于这一基础性优势。

台湾半导体代工的兴起,得益于一个产业模式的大创新。

在此之前,全球知名半导体企业均是从设计到制造大包大揽。芯片设计的投入动辄十亿美金起步,芯片制造则只多不少。这让半导体成了技术与资金双密集型的昂贵产业,整个市场也都被几家巨头牢牢掌控,后来者很少有机会切入。

台湾对半导体产业的大创新则是将设计与制造一分为二,由此催生出两个新的产业:芯片设计、芯片制造。简单说,就是让有设计能力的公司专注于设计,让有制造能力的公司专注于制造,并且因为专注而将设计与制造做到更好。

这种细分大大降低了进入半导体产业找饭吃的成本,原先由少数寡头把持的市场也因此变局,台积电的张忠谋则被认为是这一变局的肇始者。

上世纪80年代末期,已在全球最大半导体公司德州仪器做了多年全球副总裁,掌握半导体产业世界大战多年的张忠谋应邀到台湾协助发展半导体产业。他最终选择的道路就是,创办一家专注半导体代工制造的公司,也就是今天的台积电。

张忠谋的这个细分,让没有实力兼顾制造的芯片设计公司,可以将台积电作为自己的制造工厂,进而去与传统半导体巨头竞争,并将芯片的应用拓展到传统半导体巨头无暇顾及的地方。当这些设计公司不断在竞争中获胜,在新领域成功,它也就给台积电带来了源源不断的订单,而且加速了半导体产业的整体繁荣。

这是台积电给全球半导体产业发展带来的最大变数,做出的最大贡献。在其引领下,在传统模式里根本无法与英特尔竞争的AMD,至今保持相当的活跃度,而高通、苹果等也都受益于台积电的代工模式,才得以聚焦于设计和品牌。

著名管理学教授迈克尔·波特因此称张忠谋不是创办了一家企业,而是创造并成就了两大产业:专业的半导体制造代工产业、专业的半导体设计产业。台湾媒体更直接将张忠谋称为台湾经济的“救世主”。

但有一个人对张忠谋得到的这些赞誉嗤之以鼻,这个人就是曹兴诚。



在曹兴诚看来,芯片代工是自己的创意,张忠谋只是个“剽窃者”。他曾对外公开表示这一说法,但张忠谋从未就此作出回应。

【2】

相比张忠谋,曹兴诚的人生起点要低很多,履历也要单薄许多。



张忠谋生于大陆,父亲是政府官员,从小过着优越的生活。他求学于美国哈佛、麻省、斯坦福,建功于德州仪器,以全球半导体产业大赢家的身份被邀请到台湾。

曹兴诚则出生于台中县的清水乡,家中排行老六,父亲是一名小学老师。因为家境清贫,只身一人前往台北念书时,他还曾因为没钱租房,和三轮车夫们一起住铁皮屋,每天一边念书,一边体会着社会底层的生活。

中学毕业后,曹兴诚以高分考取台湾大学电机系,随后进入台北交通大学管理科学研究所攻读硕士,到接触半导体产业时,他已是台湾工业研究院电子所副所长。

曹兴诚头脑灵活,擅于创新创意,工研院时期,就被称为“点子王”。当时正值台湾半导体产业刚刚拉开序章,他因此得以全程参与。

1976年,台湾从美国RCA(Radio Corporation of America,美国无线电公司)处转移获得了芯片制造技术。RCA曾研发出全球第一只全电子彩色电视显像管,以及第一块太阳能电池。但技术变迁中,其发展一落千丈,站在了被并购的边缘。

当时,美国对半导体的技术封锁不像现在这般严格,台湾因此拿到了RCA的技术,并让工研院电子所为核心的一批人负责应用该技术,曹兴诚便是其中一员。

立足该技术,在时任“经济部”部长孙运璇的大力支持下,电子所规划成立了一家集成电路公司。因为原始股东企业的名称中都带有一个“华”字,公司被命名联华电子,也就是后来大名鼎鼎的台联电。



一群技术男办公司,谁来做管理?

电子所所长胡定华在一众博士中相中了硕士生曹兴诚,理由是:“做研究和经营事业不一样,他的话不多,但意见很多,有大格局。”

1983年,曹兴诚成了联华电子的副总经理,年仅33岁。

但这并不是一份美差。

因为半导体行业超高的门槛,外界普遍看衰联电,好友劝曹兴诚待在“体制内”,出去自负盈亏绝对吃大亏。曹兴诚也曾犹豫,但最终决定闯一把。

【3】

联电的起点和当时的其他半导体公司一样,也是IC设计和生产制造一脚踢,不仅非常辛苦,而且在巨头的阴影中看不到出头的希望。

据曹兴诚后来单方陈述:他上任沒多久,便意识到这样的模式难有出头之日,于是日思夜想,如何破局,最终想出了一个半导体代工的方案,也就是让联电放弃并不擅长的设计,专注到代工制造之上。

当时,张忠谋还没回到台湾,但已和台湾“经济部”走得很近,并被聘为科技顾问。曹兴诚所讲的张忠谋“剽窃”了他的创意,也因此发生。

照其说法,有了这个想法后,他便写了一份晶圆代工模式的企划书,并托人带给了张忠谋。在企划书中,曹兴诚详细阐述了半导体代工的好处,还提出了与张忠谋合作的希望,但并没得到张的回应。



直到张忠谋受邀回台,担任台湾工业研究院院长,并下创立了台积电,以半导体代工模式拉开架势,曹兴诚才觉得自己“天真”了。

而且,张忠谋还因新的身份兼任了联电的董事长,成了曹兴诚的顶头上司。

曹兴诚说,他万万没想到,这位声名赫赫的半导体巨人,回台的第一件事就是照搬了自己的创意。不过人在屋檐下不得不低头,曹兴诚唯有按下愤慨。

时隔多年后,在联电有能力与台积电掰手腕时,曹兴诚才对外提及这段往事,张忠谋则从未回应。外界为此争论不休,是非曲直唯有天知地知。

但张忠谋给他留了“报仇”的机会。

创立台积电,又兼管台联电,张忠谋一心难够二用。1988年,台积电拿下英特尔的大额订单,代工之路走上正轨,而台联电则依旧挣扎在老路上陪跑。

1991年,已是联电总经理的曹兴诚,以张忠谋没有给台联电与台积电同等待遇为由,联合其他董事共同罢免了张忠谋台联电董事长的职位,自己取而代之。

彼时张忠谋的地位还不像今天般牢不可破,这件事也在台湾引发轩然大波,后来被称为半导体“双雄”的格局就此展开。

【4】

曹兴诚接棒董事长的前几年,台联电采取半导体代工、IC设计业务、SRAM(静态随机存取记忆体)并行的策略,三大业务各占三成多的比例。

在IC设计上,联电四处开花,从VCD芯片到汽车芯片什么都做,也都做得不错,但是曹兴诚并不满足,他在等一个夺回“属于自己东西”的机会。

1995年,机会终于来了。

是年,在张忠谋的强力推动下,晶圆代工全面被业界接受,台积电的订单源源不断,但产能却满足不了需求,甚至出台了让客户交订金预购产能的策略。

这引发了某些客户的不满。

曹兴诚决定抓住这个机会。他宣布台联电将彻底转型成为晶圆代工厂,原先的IC设计部门全部分割出去成为单独的公司,联电只控股,不经营。



而且,曹兴诚还棋高一着地拿出了聚焦代工的计划:向芯片设计公司募资,捆绑集体的力量一起来做代工厂。这样安排的一个明显好处是,不但可以募集更多资金,而且可以绑定更多订单。

之后短短4个月内,曹兴诚便联合12家美国IC设计公司,集结400亿新台币,一口气创立了联诚、联嘉、联瑞三家半导体代工厂,随后的一年内,合资代工厂的规模扩增至4家。

同时,曹兴诚还大举走出台湾,前往日本并购、在新加坡设厂,不仅笼络了一批海外客户,产能上也迅速与台积电并驾齐驱。

联电接连不断的大手笔令台积电颇为紧张,甚至牵引了台积电的策略。没多久,台积电也跟进走出去战略,前往美国设厂。



那期间,两家公司你争我赶,争锋相对,每隔一段时间便会上演大戏码。那也是台湾半导体产业最意气风发的沸腾岁月。

最激烈之时,1997年6月,台积电宣布赴越南投资4000亿新台币,而台联电随即便做出了加码投资5000亿新台币的决策。

1997年8月,联电旗下的联瑞开始试产,第二个月产能便冲到了3万片。10月,联电管理层公开表示:两年内一定能干掉台积电。

所有人都没想到的是,就在双雄争霸的关键时刻,一场意外改变了棋局。

台联电放出狠话没几天,一场因人为疏忽导致的火灾便吞噬了联瑞的厂房,百亿新台币投资化为乌有、已经收到的20亿订单泡汤,客户也大量流失。

这场大火,被认为是台湾企业界火灾受损最严重的一次,联电为此付出了超过100亿新台币的直接代价,其他损失更是难以概算。

这让曹兴诚深感挫败,但他依然展现出不折不挠的斗志。

1999年,曹兴诚宣布合并旗下4家半导体代工厂,与台联电“五合一”整体经营。此举引发台联电股价大涨,客户也闻风而至。

合并后的联电,产值仅次于英特尔和台积电,成为世界第三大半导体公司,市值则居全球产业第四,并刺激台积电再次跟随,“强行”并购了世大积体电路公司,以应对联电的气势汹汹,确保自己的龙头地位。

除了在规模和产能上追赶,台联电的技术也突飞猛进。第一家导入铜制程产出晶圆、生产12英寸晶圆、产出业界第一个65纳米制程芯片,都是它的业绩。

彻底转型、浴火重生后的强势表现,也令曹兴诚名利双收。

2001年,曹兴诚被评为未来最有可能引领台湾科技的三人之一,台联电则被认为是最值得长期投资的企业。



但不久,台联电又遭遇了两个致命的打击。

【5】

2000年前,台联电和台积电的差距越来越小,但2000年后,台积电不仅稳固了优势,还将差距越拉越大,其核心,便在于是年的0.13微米制程技术。

0.18微米制程时代,联电曾领先台积电,到了0.13微米时期,为了稳固优势,台联电选择与IBM、英飞凌共同开发。但合作的结果相当不顺利,三方各有算盘,很难团结到一起,项目最终宣告失败。

结束合作后,台联电决定自行研发,但科技行业里,时间是最宝贵的优势,更何况是与“摩尔定律”赛跑的半导体。就在台联电困于0.13微米制程的时间里,台积电超了上来,并彻底甩开台联电,台联电从此再没扳回一城。

而让台联电再也没有胜过的,却不是技术本身。

2000年,被台积电收购的“世大”创始人张汝京前往大陆,创办中芯国际,复制了台湾晶圆代工模式,大陆地区由此诞生了第一家专业的半导体代工企业。

海峡产业格局的突变令曹兴诚和张忠谋不安,两人都对大陆的发展前景高度看好,但行动却大相径庭。

彼时,台湾当局对于晶圆厂严防死打,严令禁止台资投资大陆。张忠谋选择了按兵不动,等到“法令”允许,才尝试赴上海松江投资设厂,但曹兴诚却“顶风作案”,迫不及待地前往大陆创立了苏州和舰科技。



曹兴诚非常崇拜郑和七下西洋的壮举,和舰科技的名称由此而来,在设计上,他也专门提出要求,将厂区的建筑打造成了一艘即将要启航的战船。

但这艘野心勃勃的战船,给曹兴诚带来了大麻烦,并最终导致台联电一蹶不振。

强行“登陆”,更让台联电遭到陈水扁当局的严厉打击,并引发“检调”大动作、超频率搜索台联电,就连高层人员的私人住宅都遭到多次突击检查。

更让当局震怒的是,曹兴诚丝毫没有“悔改”的意愿,他多次在公开场合讽刺陈水扁当局,并且屡次在报纸打广告抨击当局的作为。他半讥半讽地说:“如果早上搭飞机去上海,傍晚再坐飞机回台湾,这样就不算出走大陆了吧。”



强硬的态度最终给他带来了法院的起诉以及绵延不绝的“政治”麻烦,台联电在此期间所遭遇的经营危机与考验,自然也是不言而喻。

因为诉讼频频,2005年6月,曹兴诚辞去了“国策顾问”的职位,伴随事件愈演愈烈,为了不连累联电,2006年,曹兴诚被迫辞去联电董事长的职务,进入退休状态。

1年后,台湾新竹地方法院裁定曹兴诚无罪,但他带领台联电超越台积电的梦想已然破灭,台联电也随着灵魂人物的离开而渐行渐远。

曹兴诚离开后,半导体产业持续风云变幻。英特尔进入ARM芯片代工市场;三星成立独立的代工部门,并替代台联电,成为与台积电你追我赶的角色;紫光集团联合大基金,创立了长江存储,大陆晶圆代工由此进入鸿篇巨制时代……



新的变局之下,台联电几乎没有可能再现过去的荣光。曹兴诚的后继者们,无论是胡国伟、洪嘉聪,亦或孙世伟,也都未能重现曹兴诚时期的雄风。

【6】

对于突如其来的告别与戛然而止的王者梦,曹兴诚从未对外吐露心声。

退休后,他的身份变为了另外两重,一是收藏家,二是社会活动家。

曹兴诚热衷艺术品收藏,他的藏品从史前青铜器到唐三彩,包罗万象,台湾媒体甚至称他的家是“小故宫”。

2008年,苏富比拍卖公司全球副总裁斯图尔顿出版书刊《我们这个时代最伟大的收藏家》,历数了1945年以来最重要的100位收藏家,其中包括三位华人,曹兴诚是唯一还活着的那一位。



曹兴诚说,收藏纯粹是出于爱好,而不是升值。

“艺术收藏的报酬就是收藏本身。你还想赚钱,就是有点非分之想。你娶个太太,一生在一起,你觉得很幸福。你还会想,以后可以卖掉赚钱吗?”他说。

但2008年汶川地震时,曹兴诚以6500万港币卖出了一幅藏品,其中半数捐给汶川灾区,余款捐给了其他慈善机构。

除了收藏,退休后的曹兴诚最引人关注的还是对于两岸的发声。

2007年11月,他呼吁台湾地区领导人参选者携手制定“两岸和平共处法”,解决两岸关系的僵局和困境,并在此后多次为两岸和平奔走发声。

对当年为何要突然告别,以及如何看待嘎然而止的半导体霸主梦,告别之后的曹兴诚从未对外吐露过心声,甚至从此闭口没再谈过半导体。

但在半导体业界,他的影响依然还在,甚至不少人对他比对张忠谋更为尊敬。尊敬来自他对新一代的培养,以及他所奉行的一套管理文化。

在台积电,张忠谋的形象非常崇高,是威权的象征,下一级主管和他都相去甚远,而在台联电,团队最大的特点就是没大没小,大家可以相互吐槽和开玩笑。

曹兴诚最令部属欣赏的是,他舍得分享,十分尊重个体的发展。早年初任联电总经理时候,他便首创分红配股制度,提出让每个员工都是老板,这一策略引得台湾科技企业纷纷跟进,由此吸引了一大批海外优秀人才。

曹兴诚也是“二八法则”的忠实拥趸,他坚信一家公司超过80%的成绩由20%的人创造,所以他特别重视这些人,将公司利润的80%分配给表现前20%的人。

除了让利,曹兴诚一直在联电内部鼓励创业精神,并推动内部创业。他从制度安排上推动各部门负责人自己建立新公司,担任总经理,与联电互成犄角。

这令台联电孵化出一批新兴企业,也孵化出一批新兴企业家,其中的代表性企业包括联发科、联咏、联阳、智原科技等等。这些企业均由联电的部门转变而来,这些部门的负责人也都转身成了企业的老板,组成了蔚然壮大的“联家帮”。



在“联家帮”中,最为出名的当属联发科。

这家亚洲芯片设计龙头公司,其董事长蔡明介的影响力比曹兴诚更大,但见到曹兴诚,他至今是毕恭毕敬地叫一声“老板”。

擅于成就他人,并让一批经理人成为了企业家,这也是业界认为曹兴诚胜过张忠谋的地方,并为他赢得很多赞誉
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三星、台积电、GF 7nm EUV异常难产!

     不久前,高通宣布未来集成5G基带的骁龙芯片将基于三星的7nm制造,具体来说是7nm LPP,使用EUV(极紫外)技术。

紧接着,三星就在华诚破土动工了一座新的7nm EUV工艺制造工厂,2020年之前要投产。

看似风风火火,但其实7nm EUV依然面临着不少技术难题。



据披露,在最近的芯片制造商会议上,有厂商就做了犀利地说明。

比如,GlobalFoundries研究副总裁George Gomba就表示,唯一有能力做250瓦EUV光刻机的ASML(阿斯麦)提供的现款产品NXE-3400仍不能满足标准,他们建议供应商好好检查EUV光罩系统,以及改进光刻胶。

这里对光刻做一下简单科普。

光刻就是将构成芯片的图案蚀刻到硅晶圆上过程。晶圆上涂有称为光刻胶的光敏材料,然后将该晶圆暴露在通过掩模照射的明亮光线下。掩模掩盖的区域将保留其光刻胶层,而直接暴露于紫外线的那些会脱落。

接着使用等离子体或酸蚀刻晶片(浸式)。在蚀刻过程中,被光刻胶中覆盖的晶片部分得到保护,可保留氧化硅; 其他被蚀刻掉。

显然,光线波长小的话可以创造更精细的细节,比如更窄的电路、更小的晶体管。不过在当下14nm的制造中并没有使用,而是借助多重图案曝光技术(多个掩膜和曝光台)实现。

可是步骤越多,制造时间就会越长,缺陷率也会随之提高。所以,更短的紫外线光不得不被提升上技术日程。

芯片行业从20世纪90年代开始就考虑使用13.5nm的EUV光刻(紫外线波长范围是10~400nm)用以取代现在的193nm。EUV本身也有局限,比如容易被空气和镜片材料吸收、生成高强度的EUV也很困难。业内共识是,EUV商用的话光源功率至少250瓦,Intel还曾说,他们需要的是至少1000瓦。

三星/台积电的研究人员透露,在NXE-3400下光刻有两个棘手问题,或蚀刻掉的区域不足造成短路,或时刻掉的区域过量,导致撕裂。

当下,EUV光刻机对20nm以上尺寸级别的工艺来说缺陷率是可接受的,往下的话还是难度重重

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